WO2007073823A1 - Giessanlage insbesondere für aluminium bzw. aluminiumlegierungen sowie verfahren zum betrieb der giessanlage - Google Patents

Giessanlage insbesondere für aluminium bzw. aluminiumlegierungen sowie verfahren zum betrieb der giessanlage Download PDF

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WO2007073823A1
WO2007073823A1 PCT/EP2006/011600 EP2006011600W WO2007073823A1 WO 2007073823 A1 WO2007073823 A1 WO 2007073823A1 EP 2006011600 W EP2006011600 W EP 2006011600W WO 2007073823 A1 WO2007073823 A1 WO 2007073823A1
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molten metal
vacuum
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casting
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PCT/EP2006/011600
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Dawid Dewet-Smith
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Stopinc Aktiengesellschaft
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    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
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    • C21C7/0006—Adding metallic additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/10—Handling in a vacuum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B21/00—Obtaining aluminium
    • C22B21/06—Obtaining aluminium refining
    • C22B21/068—Obtaining aluminium refining handling in vacuum

Definitions

  • Casting plant in particular for aluminum or aluminum alloys, and method for operating the casting plant
  • the invention relates to a casting plant, in particular for aluminum or aluminum alloys according to the preamble of claim 1, and to methods for operating the casting plant.
  • Casting and casting systems for aluminum or aluminum alloys are known in which solid or liquid aluminum is melted in a melting furnace and then held in a heat holding furnace, from which the aluminum melt flows over a long groove to a casting station and thereby different treatments. is set.
  • alloying additives are added to the aluminum melt flowing through the channel and an inert cleaning gas (argon) is blown through, before the melt passes through a filter to the casting station, where it is poured into semi-finished products.
  • argon inert cleaning gas
  • a homogenization of the Alauschmelze is limited.
  • the treatment times are bound to the casting process and thus predetermined and limited in time.
  • the individual treatment stations must be perfectly coordinated. If one of the stages of this in-line system does not work, the entire casting plant must be shut down.
  • the long channel through which the melt passes means a loss of temperature, so that the material in the heat-retaining furnace must be overheated, so that a sufficient temperature can be reached at the casting station during start-up.
  • Extensive casting times mean that the melting and holding furnace must be available for the entire casting time before the next melting rate is used.
  • the energy consumption of the stove is correspondingly large.
  • flame furnaces with hydrocarbon are used as the fuel, which causes the disadvantage of rapid absorption of hydrogen from the burner flame.
  • greenhouse gases and other pollutants polluting the atmosphere are produced.
  • the long, open channel for the flow of the molten metal also means that the metal absorbs the hydrogen from the atmosphere and causes the formation of slag.
  • 1 607 156 comprises several treatment stations in which the molten metal poured into pans is treated prior to casting.
  • metallic alloying additives are added to the molten metal, it being known to supply these in wire form.
  • degassing of the molten metal takes place by immersing an impeller for blowing argon or nitrogen into the respective ladle.
  • the object of the present invention is to further improve the casting plant compared to the known ones and to enable a more efficient operation of the same.
  • the casting plant according to the invention in particular for aluminum or aluminum alloys, in which a number of pots which can be filled with molten metal are transferred from a filling station to at least one treatment station. be conveyed on and from there to a casting station, wherein each treatment station includes a in the filled with the molten metal pan partially submerged, downwardly open container in which generates after vacuum sub vacuum or vacuum, and reaching into the lower part of the container Molten metal under injection of an inert gas into a stirring motion from the ladle into the container and back again enables a time-unlimited and efficient treatment of the molten metal in an inert atmosphere until the desired quality, eg low hydrogen content, is achieved.
  • the addition of metallic alloy additives can be carried out much more efficiently.
  • the treatment station 1a shows a treatment station 1a for the degassing of molten metal 3 filled in a ladle 2.
  • the treatment station 1a forms part of a casting installation, in particular for aluminum or aluminum alloys.
  • the casting plant comprises a filling station in which hot molten metal is filled into a number of preheated pans 2 and of which the individual filled with the molten metal pans 2 are transported to at least one treatment station before they get to a casting station after the treatment carried out the molten metal.
  • the casting plant preferably has several casting stations, in which the molten metal is poured into semi-finished products, and it is also advantageous to provide storage stations in which the pans can at best be held after treatment of the molten metal until one of the casting stations is available.
  • the molten metal 3 is enriched with alloying additives, which may preferably take place in one of the treatment stations described below and illustrated in FIGS. However, the alloy additives can also be introduced into the pans 2 before the molten metal is introduced.
  • the treatment station Ia comprises a container 5 with two downwardly directed snorkels 6, 7, with which the container 5 in the placed below the treatment station Ia, filled with molten metal 3 pan 2 can be immersed, as shown in Fig. 1.
  • submerged container 5 can be generated via a line 8 negative pressure or vacuum.
  • One of the snorkels 6, 7, according to Fig. 1 of the snorkel 6, is equipped with a blowpipe or with one or more nozzles 9, via which an inert gas, preferably argon, can be injected into the submerged snorkel 6, so that in the under negative pressure or vacuum standing container 5 reaching molten metal can circulate through the one snorkel 6 in the lower part 5a of the container 5 and from there through the other snorkel 7 back into the pan 2.
  • Such circulating molten metal is degassed in an inert atmosphere within the container 5 until a desired hydrogen content in the molten metal is achieved.
  • the inert gas supply and the vacuum or vacuum generation in the container 5 is interrupted and the container 5 is pulled out by lifting from the molten metal and emptied, after which the pan 2 is moved directly to one of the Giessstationen, or covered in one of the already mentioned Storage Stations is held until one of the casting stations is available.
  • the cover of the pan 2 With the cover of the pan 2, the recovery of hydrogen from the atmosphere is prevented in the molten metal, wherein in the space above the molten metal and below the sealing cover, an inert gas can easily flow.
  • processing stations Ib, Ic Id are shown, which are provided for supplying metallic alloying additions in the previously unalloyed molten metal.
  • the treatment station 1 b again comprises a pan 2, filled with molten metal 3, with two snorkels 16, 17 submerged container 15, in which via a line 18 after immersion vacuum or vacuum can be generated.
  • the snorkel 16, 17 in one of the snorkel 16, 17, as shown in FIG. 2 the snorkel 16, in turn, for example via nozzles 19 an inert gas, preferably argon, are blown to offset the reaching into the lower part 15 a of the container 15 molten metal in a circulating stirring motion.
  • the metallic alloying additives eg, magnesium
  • the flap door 20 has a plurality of openings 21, so that via the line 18, the same negative pressure or vacuum can be generated both in the chamber 15b and in the lower container part 15a.
  • the respective ladle 2 is placed below the treatment station Ib, the container 15 is immersed in the molten metal 3 and the negative pressure or vacuum is generated in the container 15, wherein the molten metal is put into circulating stirring motion by blowing in the inert gas.
  • the hinged door 20 is opened, the metal alloy additives fall into the melt and are stirred into them under an inert atmosphere within the container 15 and thereby melted.
  • the inert environment reduces metal oxidation and the formation of oxides and also prevents the burning of alloying additives.
  • the molten metal is simultaneously degassed during the addition of alloying additives, so that it may be possible to dispense with a subsequent degassing in a further treatment station if, for example, the hydrogen content at the end of the alloying addition is sufficiently low.
  • the inert gas supply and the vacuum or vacuum generation in the container 15 is interrupted and the container 15 through Lifting pulled out of the molten metal and emptied, after which the pan is transported to another treatment station, a storage station, or directly to the casting station.
  • the treatment station Ic of Fig. 3 has a container 25 with two downwardly directed snorkels 26, 27, in which after immersion in the filled with unalloyed molten metal 3 pan 2 via a line 28 vacuum or vacuum is generated, wherein one of the snorkel inert gas is injected.
  • the alloying additives are discharged from a filling container 30 opening into the container 25 and added to the stirred molten metal. The same pressure prevails in container 25 as can be sealed off with a lid 31.
  • Fig. 4 shows a treatment station Id also with a partially submerged in the molten metal tank 3 35, into which a filling container 40 for the metallic alloy additives opens, and in which after immersion in the filled with unalloyed molten metal 3 pan 2 vacuum or vacuum is produced.
  • the inert gas preferably argon
  • the inert gas by a porous, in the bottom 2a of the pan. 2 inserted stopper 43 centrally blown while the molten metal with the alloying additives falling into it, so that it passes from the pan 2 in the lower part 35a of the container 35 and from there back into the pan 2, wherein the dissolution of the alloying additives turn takes place in an inert atmosphere and brings the benefits already mentioned.

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Abstract

Eine Giessanlage insbesondere für Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen, umfasst eine Anzahl von mit Metallschmelze füllbaren Pfannen (2). Diese Pfannen (2) werden gefüllt und dabei von einer Füllstation zu mindestens einer Behandlungsstation (1a) geführt. Die Behandlungsstation (1a) umfasst einen nach unten offenen, in die mit der Metallschmelze (3) gefüllte Pfanne (2) teilweise eintauchbaren oder verbundenen Behälter (5), in welchem nach dem Eintauchen Unterdruck bzw. Vakuum erzeugbar ist. Die in den unteren Teil (5a) des Behälters (5) gelangende Metallschmelze ist unter Einblasen von einem Inertgas in eine Rührbewegung von der Pfanne (2) in den Behälter (5) und wieder zurückversetzbar. Damit wird die Ausbeutung der Legierungszusätze gesteigert und die Metalloxidation bzw. die Bildung von Oxiden erheblich reduziert.

Description

Giessanlage insbesondere für Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen sowie Verfahren zum Betrieb der Giessanlage
Die Erfindung betrifft eine Giessanlage insbesondere für Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie Verfahren zum Betrieb der Giessanlage.
Es sind Giessverfahren sowie Giessanlagen für Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen bekannt, bei denen festes oder flüssiges Aluminium in einem Schmelzofen geschmolzen und anschliessend in einem Wärmehalteofen gehalten wird, aus welchem die Aluschmelze über eine lange Rinne zu einer Giesstation fliesst und dabei unterschiedlicher Behandlungen aus- gesetzt wird. So werden der die Rinne durchfliessenden Aluschmelze Legierungszusätze zugegeben und ein inertes Reinigungsgas (Argon) durchgeblasen, bevor die Schmelze über einen Filter zu der Giesstation gelangt, in der sie zu Halbprodukten vergossen wird. Eine Homogenisierung der Aluschmelze ist nur begrenzt möglich. Die Behandlungszeiten sind an den Giessprozess gebunden und somit vorbestimmt und zeitlich begrenzt. Die einzelnen Behandlungsstationen müssen perfekt aufeinander abgestimmt sein. Funktioniert eine der Stufen dieser In-line-Anlage nicht, so muss die ganze Giessanlage ausser Betrieb gesetzt werden. Die lange Rinne, die die Schmelze durchfliesst, bedeutet einen Temperaturverlust, so dass das Material in dem Wärmehalteofen überhitzt werden muss, damit an der Giess- station eine genügende Temperatur beim Anfahren erreicht werden kann. Extensive Giesszeiten bedeuten, dass der Schmelz- und Wärmehalteofen für die ganze Giesszeit zur Verfügung stehen muss, bevor nächste Schmelzrate zum Einsatz kommt. Der Energieverbrauch der Ofen ist entsprechend gross. Es werden in der Regel Flammenofen mit Kohlenwasserstoff als Brennstoff verwendet, wodurch der Nachteil einer rapiden Absorption von Wasserstoff aus der Brennerflamme entsteht. Zudem entstehen Treibhausgase und andere die Atmosphäre belastende Verunreinigungen. Die lange, offene Rinne für den Durchfluss der Aluschmelze bedeutet aber auch, dass das Metall den Wasserstoff von der Atmosphäre aufnimmt und die Bildung von Schlacke verursacht.
Aus der gattungsbildenden EP-Patentanmeldung Nr.1 607 156 ist es bekannt, für das Behandeln und Zuführen von Aluschmelze in steuerbaren Sequenzen zu vorzugsweise mehreren Giessstationen Pfannen zu verwenden und somit diese Verfahrensplj*» von dem eigentlichen Giessvorgang zeitlich abzukoppeln. Die einzelnen Behandlungen sind nicht mehr fix festgelegt und zeitlich begrenzt, sondern sie können nach Bedarf angepasst werden, bis die gewünschte Qualität der zu vergiessenden Aluschmelze in der jeweiligen Pfanne erreicht wird. Das erfmdungsgemässe Verfahren ist wesentlich effizienter als das In-line-Verfahren, da die Notwendigkeit von grossen Wärmehalteofen entfällt. Wenn überhaupt, werden die Ofen zum Schmelzen und Aufheizen gebraucht, jedoch nicht zum Wärmehalten über längere Zeitabschnitte. Diese können als energetisch effiziente und ökologisch vorteilhafte Induktionsofen ausgebildet sein. Die Giessanlage nach der EP-Patentanmeldung Nr. 1 607 156 umfasst mehrere Behandlungsstationen, in denen die in Pfannen eingefüllte Metallschmelze vor dem Gies- sen behandelt wird. So werden metallische Legierungszusätze der Metallschmelze zugefügt, wobei es bekannt ist, diese in Drahtform zuzuführen. In einer anderen Behandlungsstation (oder Behandlungsstationen) findet eine Entgasung der Metallschmelze statt, indem ein Gebläserad zum Ein- blasen von Argon oder Stickstoff in die jeweilige Pfanne eingetaucht wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Giessanlage gegenüber den bekannten weiter zu verbessern und einen effizienteren Betrieb derselben zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch eine Giessanlage mit den Merkmalen des Anspruches 1 sowie durch Verfahren nach Anspruch 7 und/oder 8 gelöst.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der erfmdungsgemässen Giessanlage bilden den Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die erfmdungsgemässe Giessanlage insbesondere für Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen, bei der eine Anzahl von mit Metallschmelze füllbaren Pfannen von einer Füllstation zu mindestens einer Behandlungsstati- on und von dort zu einer Giessstation transportiert werden, wobei jeweilige Behandlungsstation einen in die mit der Metallschmelze gefüllte Pfanne teilweise eintauchbaren, nach unten offenen Behälter umfasst, in welchem nach dem Eintauchen Unterdruck bzw. Vakuum erzeugt, und die in den unteren Teil des Behälters gelangende Metallschmelze unter Einblasen von einem Inertgas in eine Rührbewegung von der Pfanne in den Behälter und wieder zurück versetzt wird, ermöglicht eine zeitlich unbegrenzte und effiziente Behandlung der Metallschmelze in einer inerten Atmosphäre, bis die gewünschte Qualität, z.B. tiefer Wasserstoffgehalt, erreicht wird. Ins- besondere die Zugabe von metallischen Legierungszusätzen kann wesentlich effizienter durchgeführt werden. Im Vergleich zu den bisherigen Aluminium-Giessanlagen, bei denen die metallischen Legierungszusätze in Stab- bzw. Drahtform in offenen Gefässofen in die Metallschmelze eingetaucht und gerührt werden, was zu hohen Ausbeuteverlusten, übermässiger Oxidation und Verbrennen von Legierungszusätzen führt, wird bei der er- findungsgemässen Giessanlage die Ausbeutung der Legierungszusätze wesentlich gesteigert und die Metalloxidation bzw. die Bildung von Oxiden erheblich reduziert. Zudem enthält nach der Zugabe der Legierungszusätze dank der gleichzeitig stattfindenden Entgasung die Metallschmelze nur wenig Wasserstoff, so dass sich eine weitere Entgasung vor dem eigentlichen Giessvorgang erübrigen kann. Ausserdem wird die Sicherheit des Giessanlage-Personals verbessert, da es den schädlichen Dämpfen einiger Legierungszusätze wie Lithium und Magnesium nicht ausgesetzt wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 bis 4 vier Ausführungsbeispiele je einer Behandlungsstation als Teil einer erfmdungsgemässen Giessanlage insbesondere für Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen.
Fig. l zeigt eine Behandlungsstation Ia zur Entgasung von in eine Pfanne 2 gefüllten Metallschmelze 3. Die Behandlungsstation I a bildet einen Teil einer Giessanlage insbesondere für Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen. Die Giessanlage, deren Aufbau beispielsweise demjenigen nach der EP-Patentanmeldung Nr. 1 607 156 entsprechen kann und daher nicht im Detail näher beschrieben wird, umfasst eine Füllstation, in welcher heisse Metallschmelze in eine Anzahl von vorgewärmten Pfannen 2 gefüllt wird, und von der die einzelnen, mit der Metallschmelze gefüllten Pfannen 2 zu mindestens einer Behandlungsstation transportiert werden, bevor sie nach der durchgeführten Behandlung der Metallschmelze zu einer Giesstation gelangen. Die Giessanlage verfügt vorzugsweise über mehrere Giessstati- onen, in denen die Metallschmelze zu Halbprodukten vergossen wird, und es sind auch mit Vorteil Lagerstationen vorgesehen, in welchen die Pfannen nach der Behandlung der Metallschmelze allenfalls gehalten werden können, bis eine der Giessstationen verfügbar ist.
Bevor die mit Metallschmelze 3 gefüllte Pfanne 2 zu der Entgasungs- Behandlungsstation Ia nach Fig. 1 gelangt, wird die Metallschmelze 3 mit Legierungszusätzen angereichert, was vorzugsweise in einer der weiter unten beschriebenen und in Fig. 2 bis 4 dargestellten Behandlungsstationen erfolgen kann. Die Legierungszusätze können aber auch bereits vor dem Einfüllen der Metallschmelze in die Pfannen 2 eingebracht werden.
Die Behandlungsstation Ia nach Fig. 1 umfasst einen Behälter 5 mit zwei nach unten gerichteten Schnorcheln 6, 7, mit denen der Behälter 5 in die unterhalb der Behandlungsstation Ia platzierte, mit Metallschmelze 3 gefüllte Pfanne 2 eingetaucht werden kann, wie in Fig. 1 dargestellt. Im eingetauchten Behälter 5 kann über eine Leitung 8 Unterdruck bzw. Vakuum erzeugt werden. Einer der Schnorchel 6, 7, nach Fig. 1 der Schnorchel 6, ist mit einem Blasrohr oder mit einer oder mehreren Düsen 9 ausgerüstet, über welche ein Inertgas, vorzugsweise Argon, in den eingetauchten Schnorchel 6 eingeblasen werden kann, so dass die in den unter Unterdruck bzw. Vakuum stehenden Behälter 5 gelangende Metallschmelze durch den einen Schnorchel 6 in den unteren Teil 5a des Behälters 5 und von dort durch den anderen Schnorchel 7 wieder zurück in die Pfanne 2 zirkulieren kann. Derart zirkulierende Metallschmelze wird in einer inerten Atmosphäre innerhalb des Behälters 5 entgast, bis ein gewünschter Wasserstoffgehalt in der Metallschmelze erreicht wird. Nach der gewünschten Entgasung wird die Inertgaszufuhr sowie die Unterdruck- bzw. Vakuumerzeugung im Behälter 5 unterbrochen und der Behälter 5 durch Anheben aus der Metallschmelze herausgezogen und entleert, wonach die Pfanne 2 unmittelbar zu einer der Giessstationen bewegt wird, oder abgedeckt in einer der bereits erwähnten Lagerstationen gehalten wird, bis eine der Giessstationen verfügbar ist. Mit der Abdeckung der Pfanne 2 wird die Wiederaufnahme von Wasserstoff aus der Atmosphäre in die Metallschmelze verhindert, wobei in den Raum oberhalb der Metallschmelze und unterhalb der dichtenden Abdeckung ein Inertgas leicht einströmen kann.
In Fig. 2 bis 4 sind Behandlungsstationen Ib, Ic Id gezeigt, die zum Zuführen metallischer Legierungszusätze in die bislang unlegierte Metallschmelze vorgesehen sind.
Gemäss Fig. 2 umfasst die Behandlungsstation Ib wiederum einen mit zwei Schnorcheln 16, 17 in eine mit Metallschmelze 3 gefüllte Pfanne 2 eintauchbaren Behälter 15, in welchem über eine Leitung 18 nach dem Eintauchen Unterdruck bzw. Vakuum erzeugt werden kann. In einen der Schnorchel 16, 17, nach Fig. 2 den Schnorchel 16, kann wiederum beispielsweise über Düsen 19 ein Inertgas, vorzugsweise Argon, eingeblasen werden, um die in den unteren Teil 15a des Behälters 15 gelangende Metallschmelze in eine zirkulierende Rührbewegung zu versetzten. Die metallischer Legierungszusätze (z.B. Magnesium) werden in einer oberen Kammer 15b des Behälters 15 platziert, die vom unteren Teil 15a desselben durch eine aufschliessbare Tür, z.B. eine Klapptür 20, getrennt ist. Die Klapptür 20 weist mehrere Öffnungen 21 auf, so dass über die Leitung 18 der gleiche Unterdruck bzw. Vakuum sowohl in der Kammer 15b als auch im unteren Behälterteil 15a erzeugt werden kann.
Zum Zuführen der Legierungszusätze wird die jeweilige Pfanne 2 unterhalb der Behandlungsstation Ib platziert, der Behälter 15 in die Metallschmelze 3 eingetaucht und im Behälter 15 der Unterdruck bzw. Vakuum erzeugt, wobei durch Einblasen des Inertgases die Metallschmelze in zirkulierende Rührbewegung versetzt wird. Die Klapptür 20 wird geöffnet, die metallischen Legierungszusätze fallen in die Schmelze und werden in diese unter einer inerten Atmosphäre innerhalb des Behälters 15 gerührt und dabei geschmolzen. Dank der inerten Umgebung wird die Metalloxi- dation und die Bildung von Oxiden reduziert und auch das Verbrennen von Legierungszusätzen vermieden. Die Metallschmelze wird während der Zugabe von Legierungszusätzen gleichzeitig entgast, so dass unter Umständen auf eine anschliessende Entgasung in einer weiteren Behandlungsstation verzichtet werden kann, wenn z.B. der Wasserstoffgehalt am Ende der Legierungszusatz-Zugabe ausreichend tief ist. Nach dem Auflösen der Legierungszusätze wird die Inertgaszufuhr sowie die Unterdruck- bzw. Vakuumerzeugung im Behälter 15 unterbrochen und der Behälter 15 durch Anheben aus der Metallschmelze herausgezogen und entleert, wonach die Pfanne zu einer weiteren Behandlungsstation, einer Lagerstation, oder direkt zur Giessstation transportiert wird.
Neben den bereits erwähnten Vorteilen (weitgehende Vermeidung der Me- talloxidation bzw. der Bildung von Oxiden, Vermeidung von Verbrennen der Legierungszusätze) ist es ferner von wesentlichem Vorteil, dass schädliche Dämpfe von einigen Legierungszusätzen wie zum Beispiel Magnesium oder Lithium im Behälter 15 bzw. in seiner Kammer 15b verschlossen bleiben und das Giessanlage-Personal nicht gefährden, wie es bei konventionellen Alugiessanlagen der Fall ist.
Auch die Behandlungsstation Ic nach Fig. 3 weist einen Behälter 25 mit zwei nach unten gerichteten Schnorcheln 26, 27, in dem nach dem Eintauchen in die mit unlegierter Metallschmelze 3 gefüllte Pfanne 2 über eine Leitung 28 Unterdruck- bzw. Vakuum erzeugt wird, wobei in einen der Schnorchel Inertgas eingeblasen wird. Im Unterschied zu der Behandlungsstation Ib nach Fig. 2 werden die Legierungszusätze aus einem in den Behälter 25 mündenden Einfüllbehälter 30 entladen und der gerührten Metallschmelze zugefügt. In dem mit einem Deckel 31 dichtend ab- schliessbaren Einfüllbehälter 30 herrscht der gleiche Druck wie im Behälter 25.
Fig. 4 zeigt eine Behandlungsstation Id ebenfalls mit einem in die Metallschmelze 3 teilweise eintauchbaren Behälter 35, in den ein Einfüllbehälter 40 für die metallische Legierungszusätze mündet, und in dem nach dem Eintauchen in die mit unlegierter Metallschmelze 3 gefüllte Pfanne 2 Unterdruck- bzw. Vakuum erzeugt wird. Bei dieser Variante wird das Inertgas, vorzugsweise Argon, durch einen porösen, im Boden 2a der Pfanne 2 eingesetzten Stöpsel 43 zentral eingeblasen und dabei die Metallschmelze mit den in sie fallenden Legierungszusätzen gerührt, derart, dass sie von der Pfanne 2 in den unteren Teil 35a des Behälters 35 und von dort wieder zurück in die Pfanne 2 gelangt, wobei das Auflösen der Legierungszusätze wiederum in einer inerten Atmosphäre erfolgt und die bereits erwähnten Vorteile mit sich bringt.
Bei einer anderen Variante könnte die Verwendung von Schnörkeln gesamthaft eliminiert werden, indem der Behälter direkt mit der Pfanne verbunden wird, ohne dass ein Eintauchen des Behälters in die Schmelze erfolgt.
Im Vergleich zu den bisherigen Aluminium-Giessanlagen, bei denen die metallischen Legierungszusätze in Stab- bzw. Drahtform in die Schmelze von offenen Gefässofen in die Metallschmelze eingetaucht und gerührt werden, was zu hohen Ausbeuteverlusten, übermässiger Oxidati on und Verbrennen von Legierungszusätzen führt, wird bei der erfϊndungsgemäs- sen Giessanlage die Ausbeutung der Legierungszusätze wesentlich gesteigert und die Metalloxidation bzw. die Bildung von Oxiden erheblich reduziert. Zudem ist nach der Zugabe der Legierungszusätze dank der gleichzeitig stattfindenden Entgasung der Wasserstoffgehalt der Metallschmelze tief, so dass sich eine weitere Entgasung vor dem eigentlichen Giessvor- gang erübrigen kann. Ausserdem wird die Sicherheit des Giessanlage- Personals verbessert, da es den schädlichen Dämpfen einiger Legierungszusätze wie Lithium und Magnesium nicht ausgesetzt wird.

Claims

PATENTANSPRUCHE
1. Giessanlage insbesondere für Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen, umfassend eine Anzahl von mit Metallschmelze füllbaren Pfannen (2), die gefüllt von einer Füllstation zu mindestens einer Behandlungsstation (Ia; Ib; Ic; Id) und von dort zu einer Giessstation transportierbar sind, in welcher Giessstation die Metallschmelze zu Halbprodukten oder dergleichen vergossen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlungsstation (Ia; Ib; Ic; Id) einen nach unten offenen, in die mit der Metallschmelze (3) gefüllte Pfanne (2) teilweise eintauchbaren oder verbundenen Behälter (5; 15; 25; 35) umfasst, in welchem nach dem Eintauchen Unterdruck bzw. Vakuum erzeugbar ist, wobei die in den unteren Teil (5a; 15a; 25a; 35a) des Behälters (5; 15; 25; 35) gelangende Metallschmelze unter Einblasen von einem Inertgas in eine Rührbewegung von der Pfanne (2) in den Behälter (5; 15; 25; 35) und wieder zurück versetzbar ist.
2. Giessanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der gerührten Metallschmelze von oben metallische Legierungszusätze zuführbar sind.
3. Giessanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (5; 15; 25) mit zwei nach unten gerichteten Schnorcheln (6, 7; 16, 17; 26, 27) versehen und mit diesen in die mit der Metallschmelze (3) gefüllte Pfanne (2) eintauchbar ist, wobei das Inertgas in einen der Schnorchel (6, 7; 16, 17; 26, 27) einblasbar ist und dabei die Metallschmelze durch den einen Schnorchel (6; 16; 17) in den unteren Teil (5a; 15a; 25a) des Behälters (5; 15; 25) und von dort durch den anderen Schnorchel (7; 17; 27) wieder zurück in die Pfanne (2) zirkulierbar ist.
4. Giessanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Inertgas durch einen porösen, im Boden (2a) der Pfanne (2) eingesetzten Stöpsel (43) in die Metallschmelze (3) einblasbar ist.
5. Giessanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass für die metallischen Legierungszusätze ein in den Behälter (25; 35) mündender Einfüllbehälter (30; 40) vorgesehen ist, in welchem gleich wie im Behälter (25; 35) Unterdruck bzw. Vakuum erzeugbar ist.
6. Giessanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die metallischen Legierungszusätze in einer oberen Kammer (15b) des Behälters (15) platzierbar sind, die über eine aufschliesbare Tür (20) mit dem unteren Teil des Behälters verbunden ist, und in der ebenfalls Unterdruck bzw. Vakuum erzeugbar ist.
7. Verfahren zum Betrieb der Giessanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass unlegierte Metallschmelze in Pfannen (2) gefüllt wird, die zu mindestens einer zum Zuführen metallischer Legierungszusätze vorgesehenen Behandlungsstation (Ib; Ic; Id) transportiert werden, wobei jeweils eine Pfanne (2) unterhalb eines Behandlungsstati- ons-Behälters (15; 25; 35) platziert wird, wonach der Behälter (15; 25; 35) in die Metallschmelze (3) teilweise eingetaucht bzw. mit diesem verbun- den wird und im Behälter (15; 25; 35) sowie auch in seiner oberen Kammer (15b) oder seinem oberen Einfüllbehälter (30; 40) für die Legierungszusätze Unterdruck bzw. Vakuum erzeugt wird, und durch Einblasen des Inertgases Rührbewegungen in der Metallschmelze (3) erzeugt werden, wonach die obere Kammer (15b) oder der Einfüllbehälter (30; 40) entladen und die Legierungszusätze unter einer inerten Atmosphäre in die Metallschmelze (3) gerührt und dabei geschmolzen werden und die Metallschmelze gleichzeitig entgast wird, wobei nach dem Auflösen der Legierungszusätze die Inertgaszufuhr sowie die Unterdruck- bzw. Vakuumerzeugung im Behälter (15; 25; 35) unterbrochen und der Behälter durch Anheben aus der Metallschmelze (3) herausgezogen oder die Verbindung des Behälters mit der Pfanne gelöst wird, wonach die Pfanne (2) zu einer weiteren Behandlungsstation, zu einer Lagerstation, oder direkt zur Giess- station transportiert wird.
8. Verfahren zum Betrieb der Giessanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass unlegierte Metallschmelze in Pfannen (2) gefüllt und in diesen mit Legierungszusätzen angereichert wird, wonach jeweilige Pfanne (2) zu einer Entgasungs-Behandlungsstation (Ia) transportiert wird, wo sie unterhalb eines mit zwei nach unten gerichteten Schnorcheln (6. 7) versehenen Behandlungsstations-Behälters (5) platziert wird, wonach der Behälter (5) mit den Schnorcheln (6, 7) in die Metallschmelze (3) einge- taucht, irn Behälter (5) Unterdruck bzw. Vakuum erzeugt und in einen der Schnorchel Inertgas eingeblasen wird, so dass die Metallschmelze durch den einen Schnorchel (6) in den unteren Teil des Behälters (5) und von dort durch den anderen Schnorchel (7) wieder zurück in die Pfanne (2) zirkuliert und dabei in einer inerten Atmosphäre innerhalb des Behälters (5) entgast wird, bis ein gewünschter Wasserstoffgehalt in der Metallschmelze erreicht wird, wonach die Inertgaszufuhr sowie die Unterdruckbzw. Vakuumerzeugung im Behälter (5) unterbrochen und der Behälter (5) durch Anheben aus der Metallschmelze (3) herausgezogen und entleert wird, wonach die Pfanne (2) unmittelbar zur Giessstation bewegt oder abgedeckt wird, um Wiederaufnahme von Wasserstoff aus der Atmosphäre in die Metallschmelze zu verhindern.
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