DE1211361B - Vorrichtung zum Umfuellen von Schmelzen, insbesondere von Metallschmelzen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

Deutsche KL: 31 a - 6/20

Nummer: 1211361

Aktenzeichen: B 77718 VI a/31 a

Anmeldetag: 17. Juli 1964

Auslegetag: 24. Februar 1966

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Die Erfindung hat eine Vorrichtung zum Umfüllen von Schmelzen, insbesondere von Metallschmelzen, zum Gegenstand, die durch ihr Eigengewicht von einem höher gelegenen in einen tiefer gelegenen Raum bewegt werden. S

Beim Umfüllen und Verarbeiten metallischer Schmelze kann, wenn die Vorgänge nicht unter Luftabschluß und Schutzgas erfolgen, die Oxydation der zu behandelnden Schmelze sowie Schlackenbildung den Fertigungsablauf außerordentlich stören. Die zum Umfüllen der Schmelze gelegentlich schon angewandten Rohre sind, abgesehen von ihrem verhältnismäßig hohen Preis als Lösungsmittel, für die gestellte Aufgabe auch deswegen ungünstig bzw. nachteilig, weil die auf der Schmelze schwimmende Oxydschicht beim Umfüllen in die Rohre mitgerissen wird, wodurch diese rasch verstopft werden.

Diese Nachteile werden bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung durch einen in dem Weg der fließenden Metallschmelze befindlichen, im wesentlichen vertikal angeordneten, metallischen oder keramischen Leitstab vermieden, an dem die Schmelze abfließt. Für die Wahl des Materials für den Leitstab (metallisch oder keramisch) ist dabei vor allem die Art des Gießwerkstoffes maßgebend. Der erfindungsgemäß vorgesehene Leitstab kann auch aus einem metallischen Trägerkörper bestehen, der mit einer keramischen Schutzschicht überzogen ist. Im allgemeinen wird man den Leitstab so anordnen, daß sein unteres Ende sich stets oberhalb des Schmelzbades in dem tiefer gelegenen Raum und dabei in einem verhältnismäßig geringen Abstand vom Badspiegel befindet. Unter Umständen kann es aber bei Metallen mit niedrigem Schmelzpunkt, beispielsweise Aluminium, auch zweckmäßig sein, den Leitstab mit seinem unteren Ende in die Schmelze eintauchen zu lassen, allerdings muß dabei infolge der verhältnismäßig hohen Temperaturbeanspruchung unter Umständen mit einer etwas kürzeren Lebensdauer des Leitstabes gerechnet werden.

Beim Umfüllen der Schmelze mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die kinetische Energie der Schmelze wesentlich abgebremst, so daß die Schmelze im freien Fall nur die verhältnismäßig geringe Entfernung zwischen dem unteren Ende des Leitstabes und dem Badspiegel zurücklegen muß. Dadurch wird erreicht, daß beim Auftreffen der Schmelze auf die Badoberfläche kaum Spritzer auftreten, die für die keramische Auskleidung der die umfüllende Schmelze aufnehmenden Behälter schädlieh sind, so daß die Lebensdauer dieser Behälter wesentlich verlängert wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Umfüllen von Schmelzen,
insbesondere von Metallschmelzen

Anmelder:

Brown, Boveri & Cie. Aktiengesellschaft,

Mannheim-Käfertal, Kallstadter Str. 1

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Ing. Günther Fuchs, Dortmund

Vorrichtung ist daher besonders vorteilhaft beim Füllen von großen Tiegelöfen aus Vorschmelzaggregaten, da in solchen Fällen die Höhenunterschiede zwischen der Ausflußstelle und dem Badspiegel relativ groß sind.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist die beim ruhigen Abfließen der Schmelze entlang des Leitstabes weitgehend verringerte Oxydation von Metallen hoher Oxydationsneigung, wie z. B. Aluminium, gegenüber einer Bewegung der Schmelze im freien Fall.

Der erfindungsgemäß vorgesehene Leitstab kann senkrecht oder erforderlichenfalls mit einer gewissen Neigung angeordnet sein, wobei die Neigung so zu wählen ist, daß das Abfließen der Schmelze entlang dem Leitstab noch zuverlässig sichergestellt ist. Der Leitstab kann dabei nach einer Weiterbildung der Erfindung in vertikaler Richtung verschiebbar angeordnet sein, so daß sein unteres Ende der jeweiligen Höhe des Badspiegels angepaßt werden kann.

Eine besonders zweckmäßige Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß der Leitstab hohl ausgebildet und von einem Kühlmittel, beispielsweise Wasser, durchflossen ist.

Beim Umfüllen der Schmelze bildet sich auf der Mantelfläche des gekühlten Leitstabes eine angefrorene Schicht aus der zu behandelnden Schmelze, die den Leitstab vor Auflösung durch die fließende Schmelze schützt. Durch Regelung der Stärke der Kühlung kann die Dicke dieser Schutzschicht in relativ weitem Bereich so geändert werden, daß durch Verstärken der Kühlung die Schichtdicke zu- und durch Reduzierung der Kühlung die Schichtdicke abnimmt. Zur Regelung der Stärke der Kühlung können dabei an sich bekannte Steuermittel vorgesehen sein.

Weiter können auch Hilfsmittel zur Überwachung der Schichtdicke auf dem Hohl ausgebildeten Leit-

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stab angeordnet und mit einer Steuerung für das Kühlsystem verbunden werden.

Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der F i g. 1 bis 5 beschrieben.

In F i g. 1 ist ein Tiegelinduktionsofen 1 dargestellt, dessen Tiegel mit 2 und dessen Deckel mit 3 bezeichnet ist. Der Tiegelofen soll dabei beispielsweise aus einem nicht dargestellten Vorschmelzaggregat über eine Rinne 4 gefüllt werden.

Mit 5 ist der erfindungsgemäß vorgesehene vertikai angeordnete Leitstab bezeichnet, an dem die aus der öffnung 6 der Rinne 4 ausfließende Schmelze abfließt, so daß diese nur mehr den zwischen dem unteren Ende des Leitstabes und dem Badspiegel verbleibenden Höhenunterschied im freien Fall zurücklegen muß.

Der Leitstab 5 ist an einer geeigneten Tragvorrichtung 7 gehaltert ist, die im Fall des Ausführungsbeispiels durch ein I-Profil angedeutet ist, und kann zwecks Anpassung an die Höhe des jeweils vorhandenen Badspiegels durch an sich bekannte Mittel in vertikaler Richtung entsprechend der eingezeichneten Pfeile 8 verschiebbar sein.

Wie die F i g. 3 und 4, die den erfindungsgemäßen Leitstab in größerem Maßstab in einem Längs- bzw. Querschnitt zeigen, erkennen lassen, ist der Leitstab hohl ausgebildet. Der Hohlraum des Leitstabes ist durch eine Zwischenwand 9 unterteilt. Am oberen Ende des Leitstabes ist ein Anschlußstück 10 mit Zu- und Ableitungen 11,12 für ein Kühlmittel, beispielsweise Wasser, vorgesehen, welches die Hohlräume des Leitstabes in Richtung der in der F i g. 3 eingezeichneten Pfeile durchströmen kann. Die Stärke der Kühlung kann durch an sich bekannte, in der Zeichnung nicht dargestellte Steuermittel verändert bzw. geregelt werden.

Der Querschnitt des Leitstabes kann gemäß Fig. 4 und 5 ausgebildet sein. Dabei ist bei senkrechtem Umfüllen der Querschnittsform nach F i g. 4 der Vorzug zu geben, während bei geneigter Anordnung des Leitstabes die Form nach F i g. 5 günstiger ist.

Die Vorrichtung nach der Erfindung ist nicht nur dann vorteilhaft, wenn es sich um relativ große Fallhöhen und um Metalle mit hohem spezifischem Gewicht, wie Eisen oder Kupfer, handelt, sie bietet beim Umfüllen oxydationsfreundlicher Metalle, wie z. B. Zink oder Aluminium,' auch dann noch Vorteile, wenn die Fallhöhen relativ klein sind. Auch in den letztgenannten Fällen bewirkt das ruhige Abfließen der Schmelze längs des Leitstabes, daß die Oxydation solcher Metalle wesentlich gegenüber einer Bewegung im freien Fall vermindert wird. Bei Metallen mit niedrigem Schmelzpunkt, beispielsweise Aluminium, kann unter Umständen auf die Wasserkühlung bzw. hohle Ausbildung des Leitstabes verzichtet werden, wodurch die Vorrichtung noch wesentlich vereinfacht wird. Eine solche vereinfachte Anordnung ist in der F i g. 2 dargestellt. Diese Figur zeigt eine Anordnung, bei der der in der Tragvorrichtung 13 befestigte Leitstab 5 durch eine Öffnung 14 im Boden der Rinne 4 geführt ist. Auch in diesem Fall ist es zweckmäßig, den Leitstab, wie dies durch die Pfeile 8 angedeutet ist, durch an sich bekannte, beispielsweise mechanische, hydraulische oder elektrische Mittel in vertikaler Richtung verschiebbar zu machen.

Es sei noch erwähnt, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung auch noch insofern vorteilhaft ist, als durch die erzielte Beseitigung bzw. Verminderung der Schlackenbildung Sekundärerscheinungen, die auf die primäre Reaktion der Schlackenbildung zurückzuführen sind, wie Reaktionen der keramischen Auskleidung von Öfen und Pfannen unterbleiben, wodurch sich deren Lebensdauer erhöht.

Dei Erfindung ist nicht auf die beschriebenen bzw. dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Es sind hiervon verschiedene Abweichungen vor allem baulicher Art denkbar. So kann, wie schon gesagt, statt der dargestellten senkrechten Anordnung des Leitstabes auch eine geneigte Anordnung desselben vorgesehen werden, beispielsweise wenn räumliche Gründe dies zweckmäßig erscheinen lassen. Schließlich ist es auch denkbar, daß statt eines geraden Leitstabes ein gekrümmter, dabei im wesentlichen senkrecht angeordneter Leitstab vorgesehen wird.

Wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung auch in erster Linie für das Umfüllen von Metallschmelzen gedacht ist, so ist jedoch ihr Anwendungsgebiet hierauf nicht beschränkt. In besonderen Fällen kann der Erfindungsgegenstand auch für nichtmetallische Schmelzen, beispielsweise Salzschmelzen oder Glasschmelzen brauchbar und vorteilhaft sein.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Umfüllen von Schmelzen, insbesondere von Metallschmelzen, die durch ihr Eigengewicht von einem höher gelegenen in einen tiefer gelegenen Raum bewegt werden, gekennzeichnet durch einen, in dem Weg der fließenden Metallschmelze befindlichen, im wesentlichen vertikal angeordneten, metallischen oder keramischen Leitstab (5), an dem die Schmelze abfließt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende des Leitstabes (5) in einem verhältnismäßig geringen Abstand vom Badspiegel angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitstab in vertikaler Richtung verschiebbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitstab hohl ausgebildet und von einem Kühlmittel durchflossen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch an sich bekannte Steuermittel zur Regelung der Stärke der Kühlung.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitstab aus einem metallischen Trägerkörper besteht, der mit einer keramischen Schutzschicht überzogen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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