DE1211361B

DE1211361B - Device for transferring melts, in particular metal melts

Info

Publication number: DE1211361B
Application number: DEB77718A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Guenther Fuchs
Original assignee: BBC BROWN BOVERI and CIE; Brown Boveri und Cie AG Germany
Current assignee: BBC BROWN BOVERI and CIE; BBC Brown Boveri AG Germany
Priority date: 1964-07-17
Filing date: 1964-07-17
Publication date: 1966-02-24

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. α.:Int. α .:

Deutsche KL: 31 a - 6/20German KL: 31 a - 6/20

Nummer: 1211361Number: 1211361

Aktenzeichen: B 77718 VI a/31 aFile number: B 77718 VI a / 31 a

Anmeldetag: 17. Juli 1964Filing date: July 17, 1964

Auslegetag: 24. Februar 1966Opening day: February 24, 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. SThe invention has a device for transferring melts, in particular metal melts, to the object, which by their own weight from a higher to a lower room be moved. 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.When transferring and processing metallic melt, if the processes are not in the absence of air and protective gas take place, the oxidation of the melt to be treated and slag formation disturb the production process extraordinarily. The ones already used occasionally for transferring the melt Pipes, apart from their relatively high price as a solvent, are asked for Task also unfavorable or disadvantageous because of the oxide layer floating on the melt is entrained when transferring into the pipes, which quickly clogs them.

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.These disadvantages are in the device according to the invention by one in the way of the flowing Metal melt located, essentially vertically arranged, metallic or ceramic guide rod avoided where the melt flows off. For the choice of the material for the guide rod (metallic or ceramic), the type of casting material is decisive. The inventively provided Conductor rod can also consist of a metallic support body with a ceramic Protective layer is coated. In general, you will arrange the guide rod so that its lower end is always above the weld pool in the lower-lying space and at the same time in a proportionate manner small distance from the bathroom mirror. Under certain circumstances, however, it can be the case with metals with a low Melting point, for example aluminum, also be expedient, the guide rod with its lower To let the end immerse in the melt, but this must be due to the relatively high temperature stress under certain circumstances a slightly shorter service life of the guide rod is expected will.

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 MetallschmelzenWhen the melt is transferred using the device according to the invention, the kinetic energy of the melt is substantially slowed down so that the melt only has to cover the relatively short distance between the lower end of the guide rod and the bath level in free fall. This ensures that when the melt hits the surface of the bath, hardly any splashes occur, which are harmful to the ceramic lining of the container that holds the melt, so that the service life of these containers is significantly increased. The device according to the invention for transferring melts,
especially of molten metal

Anmelder:Applicant:

Brown, Boveri & Cie. Aktiengesellschaft,Brown, Boveri & Cie. Corporation,

Mannheim-Käfertal, Kallstadter Str. 1Mannheim-Käfertal, Kallstadter Str. 1

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Dipl.-Ing. Günther Fuchs, DortmundDipl.-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.The device is therefore particularly advantageous when filling large crucible furnaces from premelting units, because in such cases the height differences between the outflow point and the bath level are relative are great.

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.Another advantage of the invention is that when the melt flows smoothly along the guide rod largely reduced oxidation of metals with a high tendency to oxidize, such as B. aluminum, compared to a movement of the melt in free 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.The guide rod provided according to the invention can be perpendicular or, if necessary, with a certain Be arranged inclination, wherein the inclination is to be chosen so that the flow of the melt along the guide rod is still reliably ensured. The guide rod can after a development of the Invention be arranged displaceably in the vertical direction, so that its lower end of the respective Height of the bathroom level can be adjusted.

Eine besonders zweckmäßige Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß der Leitstab hohl ausgebildet und von einem Kühlmittel, beispielsweise Wasser, durchflossen ist.A particularly useful embodiment of the device according to the invention is that the The guide rod is hollow and a coolant, for example water, flows through it.

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.When the melt is poured over, a frozen surface forms on the outer surface of the cooled guide rod Layer from the melt to be treated, which the conductive rod before dissolution by the flowing Melt protects. By regulating the strength of the cooling, the thickness of this protective layer can be adjusted in relative terms can be changed over a wide range so that the layer thickness increases and decreases by increasing the cooling the layer thickness decreases by reducing the cooling. To regulate the strength of the cooling you can control means known per se can be provided.

Weiter können auch Hilfsmittel zur Überwachung der Schichtdicke auf dem Hohl ausgebildeten Leit-Furthermore, aids for monitoring the layer thickness on the hollow guide formed

609 509/134609 509/134

stab angeordnet und mit einer Steuerung für das Kühlsystem verbunden werden.rod arranged and connected to a controller for the cooling system.

Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der F i g. 1 bis 5 beschrieben.In the following, exemplary embodiments of the invention are shown with reference to FIGS. 1 to 5 described.

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.In Fig. 1 shows a crucible induction furnace 1, whose crucible is denoted by 2 and whose lid is denoted by 3. The crucible furnace should, for example be filled from a premelting unit (not shown) via a channel 4.

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.5 with the vertically arranged guide rod provided according to the invention is referred to, on which the from the opening 6 of the channel 4 outflowing melt flows off, so that this only flows between the lower At the end of the guide rod and the bathroom mirror, cover the remaining height difference in free fall got to.

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.The guide rod 5 is held on a suitable support device 7, which in the case of the exemplary embodiment is indicated by an I-profile, and can for the purpose of adaptation to the height of the bath level present in each case by means known per se in be displaceable in the vertical direction according to the arrows 8 shown.

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.As the F i g. 3 and 4, which show the guide rod according to the invention on a larger scale in a longitudinal or Show cross-section, reveal, the guide rod is hollow. The cavity of the guide rod is divided by a partition 9. At the upper end of the guide rod is a connection piece 10 with inlet and discharge lines 11, 12 for a coolant, for example water, are provided which the cavities of the guide rod in the direction of FIG. 3 arrows shown can flow through. The strength of the Cooling can be changed or changed by control means known per se, not shown in the drawing. be managed.

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.The cross section of the guide rod can be designed according to FIGS. It is with vertical Transferring the cross-sectional shape according to FIG. 4 to be given preference, while with an inclined arrangement of the guide rod has the shape according to FIG. 5 is cheaper.

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.The device according to the invention is not only advantageous when it comes to relatively large heights of fall and metals with a high specific gravity, such as iron or copper, are involved Transferring oxidation-friendly metals, such as B. zinc or aluminum, 'even then advantages, when the heights of fall are relatively small. In the latter cases, too, the smooth drainage causes of the melt along the guide rod, that the oxidation of such metals is essentially against a movement is reduced in free fall. For metals with a low melting point, e.g. aluminum, it may be possible to dispense with water cooling or the hollow design of the guide rod, whereby the device is still considerably simplified. Such a simplified arrangement is in the F i g. 2 shown. This figure shows an arrangement in which the guide rod fastened in the support device 13 5 is guided through an opening 14 in the bottom of the channel 4. In this case, too, it is advisable to the guide rod, as indicated by the arrows 8, by known, for example mechanical, to make hydraulic or electrical means displaceable in the vertical direction.

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.It should also be mentioned that the device according to the invention is also advantageous in that by the achieved elimination or reduction of the formation of slag secondary phenomena that affect the primary reaction of slag formation, such as reactions of the ceramic lining of ovens and pans, which increases their lifespan.

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.The invention is not restricted to the exemplary embodiments described or illustrated. It Various deviations from this are conceivable, primarily of a structural nature. As already said, instead of the vertical arrangement of the guide rod shown, an inclined arrangement of the same provided, for example if spatial reasons make this seem appropriate. In the end it is also conceivable that instead of a straight guide rod, a curved, essentially vertical guide rod arranged guide rod is provided.

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.If the device according to the invention is also primarily used for transferring molten metal is intended, however, its field of application is not limited to this. In special cases, the Subject of the invention also for non-metallic melts, for example salt melts or glass melts be useful and beneficial.

Claims

Patent claims:

1. Device for transferring melts, in particular metal melts, by her Dead weight can be moved from a higher to a lower room, marked by a, in the way of the flowing metal melt located, essentially vertically arranged, metallic or ceramic guide rod (5) on which the melt flows off.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the lower end of the guide rod (5) is arranged at a relatively short distance from the bathroom mirror.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the guide rod is displaceable in the vertical direction.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the guide rod is hollow and a coolant flows through it.

5. Apparatus according to claim 4, characterized by known control means for regulation the strength of the cooling.

6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the Conductor rod consists of a metallic carrier body, which is covered with a ceramic protective layer is covered.

1 sheet of drawings