DE1233110B

DE1233110B - Verfahren und Vorrichtung zur Unterdruckbehandlung von Metall- oder Stahllegierungen

Info

Publication number: DE1233110B
Application number: DED37767A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Hans Baumann
Original assignee: Demag AG
Current assignee: Mannesmann Demag AG
Priority date: 1961-12-23
Filing date: 1961-12-23
Publication date: 1967-01-26

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

B22d

Deutschem.: 31 b2-27/16

Nummer: 1233 110

Aktenzeichen: D 37767 VI a/31 b2

Anmeldetag: 23. Dezember 1961

Auslegetag: 26. Januar 1967

Es sind mehrere Verfahren zur Unterdruck- oder Vakuumbehandlung von Metall- oder Stahlschmelzen bekannt, bei denen eine Entgasung des Bades teils in der Pfanne oder Kokille, teils in besonderen Vakuumbehandlungsanlagen durchgeführt wird.

Bei einigen bekannten diskontinuierlichen Verfahrensweisen wird die in das Unterdruckgefäß eingegebene Schmelze nach Durchführung des Entgasungsprozesses in Kokillen vergossen. Nach Beendigung dieses Vorganges ist das Behandlungsgefäß zur Einleitung eines neuen Entgasungsprozesses bereit. Bei dieser Verfahrensweise ist nachteilig, daß die Schmelze mit einer sehr hohen Anfangstemperatur in das Gefäß eingebracht werden muß, damit indolge des unvermeidbaren Temperaturverlustes während der Dauer des Prozesses keine zu tiefe Endtemperatur erreicht wird.

Ferner ist ein kontinuierliches Entgasungsverfahren, als Durchlauf-Gießstrahlentgasung bezeichnet, bekannt, bei dem die Schmelze aus einer Einfüll- oder Gießpfanne in einen oder nacheinander in mehrere Zwischenbehälter ausfließt, die in einem gegenüber der Gießpfanne vakuumdichten Unterdruckbehälter angeordnet sind. Dabei können auch die Zwischenbehälter und das Aufnahmegefäß für die entgaste Schmelze in mehreren, jeweils getrennten, vertikal übereinander befindlichen Vakuumräumen angeordnet sein. Nachteilig bei dieser Verfahrensweise ist außer der großen und aufwendigen Bauweise der erforderlichen Vorrichtung auch der Umstand, daß die Entgasungsleistung quantitativ beschränkt ist. Dabei sollen die als abgedeckte Öfen ausgebildeten Zwischengefäße der Aufheizung der Schmelze, nicht aber der Oberflächenentgasung dienen.

Die Erfindung vermittelt eine Lehre dahingehend, wie die Nachteile der bekannten Verfahren, wie hohe und unwirtschaftliche Temperaturverluste und hohe Investitions- bzw. Betriebskosten, weitgehend vermindert werden können. Hierbei geht sie aus von der Erkenntnis, daß der Entgasungsvorgang eine erheblieh kürzere Zeitdauer in Anspruch nimmt, als bei den bisher eingeführten Behandlungsverfahren zugrunde gelegt worden war, wenn nicht nur entweder die stehende Schmelze oder aber der Gießstrahl entgast werden, sondern beide Entgasungsmethoden miteinander verbunden werden, wobei zur Oberflächenentgasung der Schmelze diese in ein größeres offenes Gefäß eingegeben wird.

Dabei wird durch das kontinuierliche Arbeiten, insbesondere durch die dauernde Zuführung von Schmelze und infolge des fortdauernden und rasch vor sich gehenden Entgasungsprozesses eine stets aus-Verf ahren und Vorrichtung zur
Unterdruckbehandlung von Metall- oder
Stahllegierungen

Anmelder:

DEMAG Aktiengesellschaft,

Duisburg, Wolfgang-Reuter-Platz

Als Erfinder benannt:

Dr.-Ing. Hans Baumann, Duisburg

reichend hohe Temperatur im Behandlungsgefäß aufrechterhalten, und die unerwünschten Temperaturverluste werden auf ein Mindestmaß herabgesetzt.

Die Erfindung geht aus von dem bekannten Verfahren zur Unterdruck oder Vakuumbehandlung von schmelzflüssigen Metall- oder Stahllegierungen, bei dem die Schmelze aus einer Einfüll- oder Gießpfanne in einen oder nacheinander mehrere Zwischenbehälter ausfließt, die jeweils in einem gegenüber der Gießpfanne vakuumdichten Unterdruckbehälter angeordnet sind, und es besteht in der Anwendung der bekannten Gießstrahlentgasung beim Ausfließen der Schmelze in Verbindung mit einer Entgasung der Schmelzenoberfläche in einer oder mehreren in dem Unterdruckbehälter angeordneten, offenen Gießrinnen.

Außerdem besteht die Möglichkeit, durch Anbringen mehrerer Gießrohre an der oder den Gießrinnen gleichzeitig in mehrere Kokillen zu vergießen. Eine Vorrichtung in einer bevorzugten Ausführungsform zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht aus einem oder mehreren an eine in einem luftdichten, evakuierbaren Behälter angeordneten Gießrinne angeschlossenen Gießrohren zum Vergießen der Schmelze in Kokillen, die in der Nähe der Auslauföffnung mit vorzugsweise in Querrichtung angebrachten Anschlüssen zum Einleiten eines Schutzgases, beispielsweise Argon oder reduzierende Gase, und mit einer oberhalb dieser Anschlüsse angebrachten düsenartigen Verengung des lichten Rohrquerschnittes versehen sind. Durch die Einleitung des Schutzgases in den Bereich der Mündung der Gießrohre wird der Zutritt atmosphärischer Luft vermieden, so daß keine unerwünschte Schlackenbildung oder Gasaufnahme der Schmelze auftreten kann. Durch die düsenartige Verengung des lichten Quer-

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Claims

schnittes des Gießrohres oberhalb der Einmündung der Zuleitungen für das Schutzgas wird das Bestreichen der Zuleitungsöffnungen und ein eventuelles Eindringen von Schmelze in diese Öffnungen verhindert. Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal ist hierbei die Anordnung so getroffen, daß eine Regelung der Ausflußmenge bzw. eine zeitweilige Unterbrechung des Ausflusses der Schmelze möglich ist. Die hierzu vorgesehene Vorrichtung besteht darin, daß der Druck des eingeleiteten Schutzgases erhöhbar und die Auslauf öffnung des Gießrohres unterhalb der Schutzgaszuleitungen, beispielsweise durch einen Schieber, verschließbar ist. Da die Schmelze infolge ihrer Schwerkraft aus dem vertikal angeordneten Gießrohr austritt, genügt es, zur Absperrung des Gießrohres den Druck des Schutzgases so weit zu erhöhen, daß ein Drackgleichgewicht oder ein geringer Drucküberschuß in dem Mündungsbereich des Gießrohres aufrecht erhalten wird, der durch einen Schie- ao ber zur Vermeidung von größeren Verlusten an Schutzgas abschließbar ist. Durch diese Vorrichtung kann die Ausflußgeschwindigkeit aus einem oder mehreren Gießrohren beliebig geregelt werden, so daß die Anpassung der Anlage an jeweilige Betriebs-Verhältnisse möglich ist. Die Erfindung ist an Hand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung schematisch erläutert. Aus der Gießpfanne 1 tritt durch eine Öffnung2 die Schmelze nach unten aus und gelangt in die Gießrinne 3. Hierbei ist der Durchflußraum 4 in an sich bekannter Weise umkleidet und mittels einer Dichtung 5 zwischen Gießpfanne 1 und dem Unterdruckbehälter 6 abgeschlossen. Der Durchflußraum 4 ist ebenso wie der Unterdruckbehälter 6 mit einem An-Schluß 8 zum Evakuieren versehen. Die Anschlüsse 7 dienen zur Beobachtung des Schmelzflusses, Die Schmelze 9 in der Gießrinne 3 fließt durch ein Auslaufrohr 10 ab, welches ebenfalls gegenüber dem Behälter 6 abgedichtet ist. Im Bereich der Auslauföffnung des Gießrohres 10 sind Zuleitungen 11 für das Schutzgas vorgesehen. Oberhalb dieser Zuleitungsöffnungen ist der lichte Querschnitt des Gießrohres 10 bei 12 düsenartig verengt, so daß ein Bestreichen der Öffnungen der Zuleitungen 11 durch die Schmelze verhindert wird. Unterhalb der Auslauföffnung des Gießrohres 10 ist ein Schieber 13 angeordnet, der beim Absperren des Gießrohres 10 geschlossen wird und den Austritt des Schutzgases verhindert. Bei Erzeugung des Vakuums zu Beginn des Behandlungsvorganges ist das Auslaufrohr 10 durch ein Blech verschließbar, das von dem Gießstrahl durchgeschmolzen wird. Patentansprüche:

1. Verfahren zur Unterdruckbehandlung von schmelzflüssigen Metallen oder Stahllegierungen, bei dem die Schmelze aus einer Einfüll- oder Gießpfanne in einen oder nacheinander in mehrere Zwischenbehälter ausfließt, die jeweils in einem gegenüber der Gießpfanne vakuumdichten Unterdruckbehälter angeordnet sind, gekennzeichnetdurchdie Anwendung der bekannten Gießstrahlentgasung beim Ausfließen der Schmelze in Verbindung mit einer Entgasung der Schmelzenoberfläche in einer oder mehreren in dem Unterdruckbehälter angeordneten, offenen Gießrinnen.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem luftdichten evakuierbaren Unterdruckbehälter und darin angeordneten Zwischenbehältern für die ausfließende Schmelze, gekennzeichnet durch eine oder mehrere in dem luftdichten, evakuierbaren Unterdruckbehälter (6) angeordnete, offene Gießrinnen (3) mit an diese angeschlossenen Gießrohren (10) zum Vergießen der Schmelze (9) in Kokillen, die in der Nähe der Auslauföffnung mit vorzugsweise in Querrichtung eingeführten Anschlüssen (11) zum Einleiten von Schutzgas und mit einer oberhalb dieser Anschlüsse angebrachten düsenartigen Verengung (12) des lichten Rohrquerschnittes versehen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung der Ausflußmenge oder zum zeitweiligen Unterbrechen der aus einem Gießrohr austretenden Metall- oder Stahlschmelze der Druck des eingeleiteten Schutzgases erhöhbar und die Auslauföffnung unterhalb der Schutzgaszuleitungen, beispielsweise durch einen Schieber, verschließbar ist.

4. Verfahren zur Beeinflussung der Ausflußgeschwindigkeit der Schmelze aus dem Unterdruckgefäß nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Erhöhung des Unterdruckes im Gefäß.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 097 624;
österreichische Patentschrift Nr. 204 714;
französische Patentschriften Nr. 1115 577,
259 246;
USA.-Patentschrift Nr. 2 906 521.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen