DE2704301A1 - DEVICE AND METHOD FOR SIMULTANEOUS, CONTINUOUS DE-GASING AND FILTERING OF MOLTEN METAL - Google Patents
DEVICE AND METHOD FOR SIMULTANEOUS, CONTINUOUS DE-GASING AND FILTERING OF MOLTEN METALInfo
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Description
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9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,9. Apparatus according to claim 8, characterized in that dass die grobporige Filterplatte (21; 21') eine Luftdurch-that the coarse-pored filter plate (21; 21 ') allows air to pass through
-7 2 lässigkeit von 2500 bis 8000 χ 10 can und eine Porenzahl-7 2 permeability from 2500 to 8000 χ 10 can and a number of pores
von 2 bis 8 je 1 cm Länge, und die feinporige Filterplatte (22; 22') eine Luftdurchlässigkeit von 400 bis 2500 χ 10~7 cm2 und eine Porenzahl von 8 bis 18 je 1 cm Länge aufweist.from 2 to 8 per 1 cm length, and the fine-pored filter plate (22; 22 ') has an air permeability of 400 to 2500 χ 10 ~ 7 cm 2 and a number of pores of 8 to 18 per 1 cm length.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterkammer (15)durch die parallele, übereinanderliegende Anordnung der filterförmigen Medien (21, 22) in mindestens zwei Teilkammern (19, 20) aufgeteilt ist.10. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the filter chamber (15) through the parallel, superimposed arrangement of the filter-shaped media (21, 22) is divided into at least two sub-chambers (19, 20).
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterkamraer (15) durch eine oben angeordnete grobporige Filterplatte (21) und durch eine unten angeordnete feinporige Filterplatte (22) in zwei Teilkammern (19, 20) aufgeteilt ist.11. The device according to claim 10, characterized in that the filter chamber (15) by a coarse-pored filter plate (21) arranged at the top and by one arranged at the bottom fine-pored filter plate (22) is divided into two sub-chambers (19, 20).
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterkammer (33) durch eine vertikale Trennwand (34) teilweise getrennt ist und dass die filter förmigen Medien (21; 21') Seitenfläche an Seitenfläche, beidseits dieser Trennwand (34) angeordnet sind.12. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the filter chamber (33) is partially separated by a vertical partition (34) and that the filter-shaped media (21; 21 ') side surface to side surface, are arranged on both sides of this partition (34).
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8, 9 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die grobporige und die feinporige Filterplatte (211, 22') beidseits der Trennwand (34) auf derselben Ebene angeordnet sind.13. Device according to one of claims 8, 9 or 12, characterized in that the coarse-pored and fine-pored filter plates (21 1 , 22 ') are arranged on both sides of the partition (34) on the same plane.
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-ar- 270A301-ar- 270A301
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 13,14. Device according to one of claims 4 to 13,
dadurch gekennzeichnet, dass die aufeinandergepassten Obernach
flächen (23, 3O)/unten zusammenlaufende Schrägflächen sind.characterized in that the matched Obernach
surfaces (23, 3O) / are sloping surfaces that converge at the bottom.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die aufeinandergepassten Oberflächen (23, 30) Schrägflächen mit weitgehend gleichem Winkel sind.15. The device according to claim 14, characterized in that the mated surfaces (23, 30) inclined surfaces are at largely the same angle.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Dichtungsmittel (24) keramische Manschetten sind.16. Device according to one of claims 5 to 15, characterized in that the elastic sealing means (24) ceramic sleeves are.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine geschmolzene Salzmischung direkt auf der Oberfläche (16) des geschmolzenen Metalls liegt.17. Device according to one of claims 3 to 16, characterized characterized in that a molten salt mixture lies directly on the surface (16) of the molten metal.
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DIPL-CHEM. DR. ELISABETH JUNG DIPL-PHYS. DR. JÖRGEN SCHIRDEWAHM ΓΛ.-ING. GERHARD SCH M ITT-N I LSON PArENTANWALTE £·DIPL-CHEM. DR. ELISABETH JUNG DIPL-PHYS. DR. JÖRGEN SCHIRDEWAHM ΓΛ.-ING. GERHARD SCH M ITT-N I LSON PENSION LAWYERS £ ·
%100 MÜNCHEN 40,% 100 MUNICH 40, CLEV-ENSSTHASSE » TELErONMSO(TCLEV ENSSTHASSE » TELErONMSO (T TELEORAMM-AORESSE: INVENT/MONCHEN TELEX 5-» «βTELEORAM AORESSE: INVENT / MONCHEN TELEX 5- »« β
2. Februar 1977/Dr.SchN/ezFebruary 2, 1977 / Dr.SchN / ez
SCHVJEIZERISCHK ALUMINIUM AG, Chippis SCHVJEIZERISCHK ALUMINUM AG , Chippis
Vorrichtung und Verfahren zum gleichzeitigen, kontinuierlichen Entgasen und Filtrieren von geschmolzenem Ketall Priorität: Nr. 654 724, vom 2. Februar 1976, V.St.A.Apparatus and method for simultaneous, continuous Degassing and Filtration of Molten Ketal Priority: No. 654 724, dated February 2, 1976, V.St.A.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das gleichzeitige, kontinuierliche Entgasen und Filtrieren von geschmolzenem Metall, insbesondere auf die Behandlung dieses Metalls mit einen fliessenden Gas.The present invention relates to the simultaneous, continuous degassing and filtering of molten metal, particularly on treating this metal with one flowing gas.
In der Praxis enhält geschmolzenes Metall, insbesondere geschßolzenes Aluminium, im allgemeinen mitgeschleppte und gelöste Verunreinigungen in gasförmiger und fester Form, welche ßich auf das gegossene Endprodukt nachteilig auswirken. Diese Verunreinigungen können das gegossene Endprodukt nach dem Erstarren des geschmolzenen Metalls derart beeinflussen, dass die Verarbeitung behindert werden oder das Endprodukt weniger dehnbar sein kann. Schliesslich kann dieses Endprodukt auch eine schlechte Nachbearbeitbarkeit und schlechte Anodisierungseigenschaften haben. Die Verunreinigungen können verschiedenen Ursprungs sein. Beispielsweise können diese metallische Verunreinigungen, wie Alkali- und Erdalkalimetalle, einschliessen, sowie okkludierten gasförmigen Wasserstoff und gelöste Filme von Oberflächenoxiden, welche aufgebrochen und vom geschmolzenen Metall mitgeschleppt worden sind, umfassen. Im wp.-itorn können die Einschlüsse von unlöslichen Verunreinigung-In practice, molten metal includes molten metal in particular Aluminum, generally entrained and dissolved impurities in gaseous and solid form, which adversely affect the final cast product. These impurities can affect the final cast product after solidification of the molten metal in such a way that the processing is hindered or the end product is less can be stretchable. Finally, this end product can also have poor reworkability and poor anodizing properties to have. The impurities can be of various origins. For example, these can be metallic Include impurities such as alkali and alkaline earth metals, as well as occluded gaseous hydrogen and dissolved films of surface oxides which have broken down and dumped molten metal have been dragged along. In the wp.-itorn, the inclusions of insoluble impurities can
gen, wie beispielsweise Carbiden, Boriden usw. oder erodierten feuerfesten Materialien aus Oefen und Zuführungsrinnen,herrühren. genes such as carbides, borides, etc. or eroded refractories from furnaces and feed chutes.
Es ist natürlich höchst wünschenswert, das Entgasen und das Filtrieren von geschmolzenem Metall derart zu verbessern, dass solche Verunreinigungen im gegossenen Endprodukt entfernt oder stark herabgemindert sind. Dies ist insbesondere bei geschmolzenem Aluminium der Fall, z.B. wenn das entgaste und filtrierte Metall als dekoratives Produkt, wie als dekorative Verkleidung oder dekoratives Blech, oder als spezielle Eigenschaften aufweisendes Produkt, wie als Schmiedstück oder Strangpressfolie in der Flugzeugindustrie, oder als dünne Folienbahn eingesetzt wird. Die beschriebenen Verunreinigengen bewirken einen Verlust an Eigenschaften,wie Zugfestigkeit und Korrosionswiderstand der erstarrten Legierung, und führen zu einer Verminderung des Verfahrenswirkungsgrades und einem Verlust an Eigenschaften des Endproduktes. Eine Kategorie von Endbearbeitungsfehlern, welche sich bei dekorativen Verkleidungen oder dekorativen Blechen besonders markant auswirkt, ist beispielsweise der als linearer Fehler ("linear defect") bekannte Längsvers"teifungsfehler ("stringer defect").It is of course highly desirable to improve the degassing and filtration of molten metal such that such impurities are removed or greatly reduced in the final cast product. This is especially true with molten Aluminum is the case, e.g. when the degassed and filtered metal is used as a decorative product, such as a decorative Cladding or decorative sheet metal, or as a product with special properties, such as a forged or Extruded film is used in the aircraft industry, or as a thin film web. The amounts of impurities described cause a loss of properties such as tensile strength and Corrosion resistance of the solidified alloy, and lead to a reduction in process efficiency and a loss on properties of the end product. A category of finishing defects found in decorative coverings or decorative sheet metal has a particularly striking effect, for example as a linear defect ("linear defect") known longitudinal "stringer defect".
In üblicher Weise durchgeführte Verfahren mit strömendem Gas, wie das allgemeine Eegasen des Schraelzraumes, haben die Einführung des fliessenden Gases in die eine geschmolzene Metallmenge enthaltenden Schmelz- oder Warmhalteofen zum GegenstandProcesses carried out in the usual way with flowing gas, such as general gas in the room, have been introduced of the flowing gas into a molten amount of metal containing melting or holding furnace to the subject
, /'
s 709832/06 9 3 , / '
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"*". 270A301"*". 270A301
gehabt. Dieses Verfahren machte erforderlich, dass der Ofen während der Behandlung mit fliessenäem Gas vorübergehend still gesetzt werden musste, damit das behandelte Metall konstant gehalten, und die Behandlung stattfinden konnte. Dieses Vorgehen hatte manche Nachteile, unter anderm sowohl einen verminderten Wirkungsgrad, eine Folge der längeren Unbenutztheit des Ofens während der Gasbehandlung, als auch einer Verminderung der Wirksamkeit infolge des niedrigen Verhältnisses Oberfläche zu Volumen zwischen dem Gasfluss und dem geschmolzenen Γ-ietall. Weitere nachteilige Faktoren waren sowohl die Beschränkung dieser Gasbehandlung auf den Schmelzofen selbst, was ein Viederauftreten von Verunreinigungen in der Schmelze vor dem Giessen ermöglichte, als auch die hohen Emissionen, welche von der benötigten hohen Gasmenge und dem Ort derer Zirkulation herrührten.had. This procedure required that the furnace had to be temporarily shut down during the treatment with flowing gas so that the treated metal could be kept constant and the treatment could take place. This approach had some disadvantages, including a reduced efficiency, a consequence of the longer period of inactivity of the furnace during the gas treatment, and a reduction in efficiency due to the low surface-to-volume ratio between the gas flow and the molten Γ-metal. Further disadvantageous factors were the limitation of this gas treatment to the melting furnace itself, which enabled impurities to appear in the melt before casting, and the high emissions resulting from the large amount of gas required and the location of its circulation.
Als Alternative zu den wie oben beschrieben verwendeten, diskontinuierlichen Durchflussverfahren werden gewisse Durchfluss ver fahr en in kontinuierlicher Weise angewendet; d.h. die Behandlung und die dazugehörende Vorrichtung wurden ausserhalb des Schmelz- oder Halteofens durchgeführt bzw. angeordnet, oft entweder zwischen dem Schmelzofen und dem Warmhalteofen oder zwischen dem Warrahalteofen und der Giessmaschine. Dies half, die durch das vorübergehende Ausserbetriebsetzen des Ofens verursachte Unwirtschaftlichkeit zu mildern, konnte aber den Wirkungsgrad des eigenlichen Verfahrens nicht erfolgversprechend verbe sern, weil oft untragbar hohe Mengen vonAs an alternative to the discontinuous ones used as described above Flow processes are certain flow procedures applied in a continuous manner; i.e. the Treatment and the associated device were carried out or arranged outside the melting or holding furnace, often either between the melting furnace and the holding furnace or between the holding furnace and the casting machine. This helped To alleviate the inefficiency caused by the temporary shutdown of the furnace, however, could Do not improve the efficiency of your own process in a promising way, because often unacceptably high amounts of
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fliessendera Gas pr.o Einheit geschmolzenes Metall erforderlich waren, was kostspielig und der Reinheit der Luft abträglich war. Einige dieser Verfahren verwendeten in Verbindung damit übliche Filtermedien, wie grobmaschige Glasgewebesisbe und Schichtfilter, die beispielsweise aus tafelförmigem Aluminiumoxid bestanden, aber beide den hauptsächlichen Nachteil haben, dass keine gleichmässige Porengrösse aufrechterhalten werden kann.Flow of gas per unit of molten metal required were what was costly and detrimental to the purity of the air. Some of these procedures used in conjunction with it common filter media such as large mesh glass fabric and sheet filters made of, for example, tabular aluminum oxide passed, but both have the main disadvantage that they do not maintain a uniform pore size can.
Eoröse keramische Schaummaterialien sind bekannt, z.B. aus den US-PS 3 090 094 und 3 097 930. Weiterhin sind poröse keramische Schaummaterialien als besonders nützlich beim Filtrieren von geschmolzenem Metall in der US-PS 3 89 3 917 und der älteren deutschen Patentanmeldung P 26 13 02 3 beschrieben. In der älteren Patentanmeldung P 26 13 023 wird eine Vorrichtung und ein Verfahren für das Filtrieren von geschmolzenem Metall beschrieben, bei welchem aus porösem keramischem Material hergestellte Filterplatten verwendet werden.Eorous ceramic foam materials are known, e.g. U.S. Patents 3,090,094 and 3,097,930. Furthermore, porous ceramic foam materials are particularly useful in filtration of molten metal in US Pat. No. 3,893,917 and the earlier German patent application P 26 13 02 3. In the earlier patent application P 26 13 023 is an apparatus and a method for the filtration of molten metal described in which filter plates made of porous ceramic material are used.
Poröse keramische Schaummaterialien sind wegen einer Reihe von Gründen besonders nützlich für das Filtrieren von geschmolzenem Metall, unter anderem wegen ihrem dank der gleichmassigen und kontrollierbaren Porengrösse vorzüglichen Filtrierwirkungsgrad, ihren niedrigen Kosten, ihrer Handlichkeit sowie ihrer Problemlosigkeit der Anwendung und der Ersetzbarkeit.Porous ceramic foam materials are particularly useful for filtering molten material for a number of reasons Metal, among other things because of its excellent, thanks to the uniform and controllable pore size Filtration efficiency, their low cost, their handiness and their ease of use and the Substitutability.
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Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren für das Entgasen und Filtrieren von geschmolzenem Metall zu schaffen, velche sehr leistungsfähig sind, und den Einsatz von handlichen und kostengünstig herzustellenden und zu gebrauchenden filterförmigen Medien von gleichmässiger Porosität erlauben.The present invention is therefore based on the object discloses an improved apparatus and method for degassing and filtering molten metal create, velche are very efficient, and the use of handy and inexpensive to manufacture and use Allow filter-shaped media of uniform porosity.
Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die VorrichtungAccording to the invention, the object is achieved in that the contraption
- eine Filterkammer mit Einlass und Auslass für das flüssige Metall,- a filter chamber with inlet and outlet for the liquid metal,
- für den Eingriff von mindestens je einem, räumlich getrennt nacheinander angeordneten, auswechselbaren ersten und zweiten fiiterförmigem Medium angepasste Wandoberflächen und- for the engagement of at least one interchangeable one, spatially separated one after the other wall surfaces adapted to the first and second filter-shaped medium and
- einen Gaszuleiter mit mindestens einer derart zwischen dem ersten und zweiten filterförmigen Medium angeordneten Gaseinleitöffnung, da3s das fliessende Gas- A gas feed line with at least one such arranged between the first and second filter-shaped medium Gas inlet opening, that the flowing gas
' fein verteilt durch das erste filterförmige Medium'' finely distributed through the first filter-shaped medium
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strömen kann,can flow
umfasst.
\includes.
\
Das filterförraige' Medium ist in Bezug auf die Porengrösse und die Durchlässigkeit unterschiedlich, d.h. das erste Medium hat eine verhältnismässig gröberporige Struktur, eine grössere Durchlässigkeit und einen grösseren verfügbaren Fliessquerschnitt als das zweite Medium hat.The filterförraige 'medium is in terms of pore size and the permeability varies, i.e. the first medium has a relatively coarse-pored structure, a larger one Permeability and a larger available flow cross-section than the second medium.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform werden filterförmige Medien eingesetzt, welche eine offenzellige Schaumstruktur, gebildet durch eine Vielzahl von mit einem Netzwerk aus Keramik umgebenen, miteinander verbundenen Hohlräumen, haben. Das filterförmige Medium kann aus Platten bestehen, welche nach unten zusammenlaufende äussere !Seitenflächen haben, die an die ebenfalls nach unten zusammenlaufenden V/andoberflachen der Filterkammer angepasst sind.According to a preferred embodiment, filter-shaped Media used, which have an open-cell foam structure, formed by a plurality of interconnected cavities surrounded by a network of ceramic. The filter-shaped medium can consist of plates which have outer side surfaces that converge downwards to the wall surfaces that also converge downwards are adapted to the filter chamber.
Bevorzugt ist auf jeder schrägen Seitenfläche der Filterplatten ein elastisches Dichtungsmittel vorgesehen, welches gegen das geschmolzene Metall beständig ist, und welches die nach unten zusammenlaufenden Wandoberflächen der Filterkammer bei der Installation dichtend mit den Filterplatten in Eingriff bringt.An elastic sealing means is preferably provided on each inclined side surface of the filter plates, which is resistant to the molten metal, and which the downwardly converging wall surfaces of the filter chamber sealingly engages the filter plates during installation.
Das der Erfindung zugrunde liegende Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass das geschmolzene Metall durch eine Filterkammer, in welcher das Metall durch mindestens zwei nach-The method on which the invention is based is characterized in that that the molten metal passes through a filter chamber in which the metal passes through at least two
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einander angeordnete, räumlich getrennte filterformige Medien geführt und während dem Durchqueren des ersten der filterförmigen Medien mit einem im Gegenstrom fliessenden Gas in Berührung gebracht wird, das aus mindestens einem in der FiI-terkanmer zwischen dem ersten, und dem zweiten filterförmigen Medium angeordneten Gaseinlass austritt, fein verteilt durch das erste der filterförmigen Medien strömt und dabei mit dem geschmolzenen Metall in Berührung kommt.arranged, spatially separated filter-shaped media out and while traversing the first of the filter-shaped media Media is brought into contact with a gas flowing in countercurrent, which comes from at least one in the FiI-terkanmer between the first, and the second filter-shaped Medium arranged gas inlet exits, finely divided flows through the first of the filter-shaped media and thereby with the molten metal comes into contact.
Während diesem Verfahren wird die Oberfläche des ersten filterförmigen Mediums unter dem Schmelzespiegel gehalten. Für das Verfahren kann ein fliessendes Gas, wie ein in Erdgas, das vorzugsweise eine kleine Menge einer aktiven gasförmigen Komponente, wie Chlor oder eine vollständig halogenierte Kohlenstoffkomponente mitführt, verwendet werden. Wahlweise kann eine aus Alkali- und Erdalkalichloriden sowie aus Fluoriden bestehende Deckschicht auf der Oberfläche der Schmelze liegen, welche sich ihrerseits oberhalb des ersten der filterförmigen Mediums befindet.During this process, the surface of the first filter-shaped medium is kept below the melt level. For The process can be a flowing gas, such as one in natural gas, which is preferably a small amount of an active gaseous Component such as chlorine or a fully halogenated carbon component can be used. Optional a cover layer consisting of alkali and alkaline earth chlorides as well as fluorides can be applied to the surface of the Melt lie, which in turn is located above the first of the filter-shaped medium.
Die vorliegende Vorrichtung und das Verfahren erlauben eine beträchtliche Erhöhung der Produktivität beim Entgasen von geschmolzenem Metall, weil das Entgasen ohne Unterbrechungen des Schmelzofens durchgeführt werden kann. Im weitern erlaubt die Gestaltung der Vorrichtung, dass sie in der Nähe der Giessmaschine angebracht werden kann, wodurch die Möglichkeit von weitern, nachträglich in die Schmelze gelangenden Verun-The present apparatus and method allow a considerable increase in the productivity of degassing molten metal because degassing can be carried out without interrupting the furnace. Further permitted the design of the device so that it can be mounted near the casting machine, thus reducing the possibility of further damage that subsequently gets into the melt
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richtung und das Verfahren der vorliegenden Erfindung an zahlreichen, zwischen den Schmelzofen und der Giessvorrichtung -liegenden Stellen des Metallbearbeitungssysteras verwendet werden. So zeigt Figur 1 eine Vorrichtung 10, die unmittelbar nach der Austrittsoffnung 11 eines Warmhälteofens 12 angeordnet ist. Die aus dem Warmhälteofen 12 ausfliesnende Metallmenge kann durch ein Regelorgan kontrolliert werden, welches einen Arretierstab 13 umfasst. Das Metall fliesst über einen kurzen Durchgang 14 in die Apparatur 10 und weiter zur FiI-trierkamreer 15, worin die Entgasung:?- und Filtriervorgang der vorliegenden Erfindung stattfinden. Durch die Kontrolle des Metallflusseo in den Uebergang 14 mittels der Einstellung des Arretierstabes 13 wird der Schmelzespiegcl 3.6 auf dem Niveau oberhalb des ersten filterföriuigen Mediums aufrechterhalten, v/obei die Höhe des SchrnelzespiegelQ in Figur 1 zu Illustrationszwecken willkürlich gewählt worden ist.Direction and method of the present invention at numerous, between the melting furnace and the casting device -Locations of the metalworking systeria are used. Thus, FIG. 1 shows a device 10 which is arranged immediately after the outlet opening 11 of a holding furnace 12 is. The amount of metal flowing out of the holding furnace 12 can be controlled by a regulating element which comprises a locking rod 13. The metal flows over you short passage 14 into the apparatus 10 and on to the fiI-trierkamreer 15, in which the degassing:? - and filtering process of the present invention take place. By controlling the metal flow in the transition 14 by means of the setting of the locking rod 13 is the melting mirror 3.6 on the Maintain the level above the first filter medium, v / although the height of the shrink mirror Q in FIG. 1 has been chosen arbitrarily for purposes of illustration.
Die Filtrierkammer 15 wird als im wesentlichen napfförmig dargestellt, und ist mit ihrem eingebuchteten Boden unterhalb des Spiegels des Durchgangs 14 angeordnet, ßodass das die Filterkaminer durchquerende Metall durch die filterförraigen Kedien nach unten fliesf.t. Die Ausbildung der Filterkammer i3t durch die Ausbildung einer ersten, runduinlauf enden abgeßchrägten Flache 17 und einer zweiten, runduinlaufenden abgeschrägten Fläche 18 gekennzeichnet. Die erste, rundumlaufende abgeschrägte Fläche 17 liegt im obern Teil der FiI torkamrr.cr 15 und beginnt nach Figur 1 auf der Hohe des Bodens (Jos Durch-The filtration chamber 15 is considered to be substantially cup-shaped shown, and is with its indented bottom below of the mirror of the passage 14, so that the Filter chimney traversing metal through the filterförraigen Kedien flows downwards. The formation of the filter chamber i3t by the formation of a first, rounded ends beveled Flat 17 and a second round beveled Area 18 marked. The first, all-round sloping surface 17 lies in the upper part of the fiI torkamrr.cr 15 and begins according to Figure 1 at the level of the floor (Jos Durch-
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gangs 14· Pie zwei.te, rund umlauf ende abgeschrägte Fläche 18 liegt, wie Figur 1 zeigt, derart in der Filterkammer 15, dass diese in zwei Unterkammern 19 und 20 getrennt wird. Die rundumlaufenden abgeschrägten Flachen 17 und 18 laufen nach unten zusammen, was ein schnelles Einsetzen und Auswechseln von entsprechend geformten filterförraigen Medien ermöglicht. Die rundumlaufende abgeschrägte Fläche 18 ist kleiner als die umlaufende abgeschrägte Fläche 17, was eine ungehinderte Handhabung der darin eingesetzten Filtermedien ermöglicht. Obwohl 17 und 18 als rundumlaufende abgeschrägte Flächen dargestellt sind, können im Rahmen der Erfindung, wie später noch ausgeführt wird, auch andere Mittel zur Miflage und Befestigung der filterförinigcn Medien verwendet werden.gangs 14 Pie second, all-round sloping surface 18 is, as FIG. 1 shows, in the filter chamber 15 in such a way that this is separated into two sub-chambers 19 and 20. The wraparound beveled surfaces 17 and 18 converge downwards, which enables quick insertion and replacement of appropriately shaped filterförraigen media allows. The circumferential beveled surface 18 is smaller than the circumferential beveled surface 17, which enables unhindered handling of the filter media used therein. Even though 17 and 18 are shown as circumferential beveled surfaces, can within the scope of the invention, as will be explained later will, also other means of miflage and attachment of the Filterförinigcn media are used.
Die Untermänner 19 umfasst den zwischen dem ersten filterförmigen Medium 21 und dem zweiten filterförmigen Medium 22 liegenden Bereich. V/ie dargestellt können die filterförmigen Medien 21 und 22 gleichfalls nach unten zusammenlaufende Seitenf.lachen 23, welche an die entsprechend geformten rundumlaufend on abgeschrägten Flächen 17 und 18 der Filterkammer angepasst sind, besitzen. Die nach unten zusammenlaufenden Seitenflächen. 23 werden versehen mit elastischen Dichtungsmitteln 24 verwendet, welche gegen geschmolzenes Metall beständig sind; und die jeweiligen, mit Dichtungsmitteln 24 versehenen Filtermedien 21 und 22 v/erden der Reihe nach in die FilterkamTicr 15 eingesetzt, sodas» sie über das Dichtungsmittel 24 jederzeit mit den entsprechenden rund\imlaufendenThe sub-men 19 includes the one between the first filter-shaped Medium 21 and the second filter-shaped medium 22 lying area. V / ie shown can be the filter-shaped Media 21 and 22 likewise downwardly converging Seitenf.lachen 23, which are attached to the correspondingly shaped all-round on beveled surfaces 17 and 18 of the filter chamber are adapted. The ones converging downwards Side faces. 23 are provided with elastic sealing means 24 is used, which is resistant to molten metal are; and the respective filter media 21 and 22 provided with sealing means 24 are grounded in turn in FIG the FilterkamTicr 15 inserted so that »it over the sealant 24 at any time with the corresponding round \ in the running
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abgeschrägten Fläohen 17 und 18 in Eingriff stehen.beveled surfaces 17 and 18 are engaged.
Wie früher erwähnt, teilt die Anordnung von rundurnlaufenden abgeschrägten Flächen 17 und 18, welche die jeweiligen Filtermedien 21 und 22 stützen, die Filterkammer 15 vollständig in die Unterkammern 19 und 20. Wie in Figur 1 dargestellt, und in Uebereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, ist die Unterkamrr.er 19 mit mindestens einem Einlass 25 versehen, der die Oeffnung oder die Oeffnungen eines oder mehrerer Gaszuleitungen 26 umfasst, und durch welchen ein von einer äucseren, nicht gezeigten Quelle zugeführtes Gas in die Schmelze eingeführt werden kann. In der vorliegenden Vorrichtung und nach dem verwendeten Verfahren kann eine grosse Auswahl von bekannten Komponenten eingesetzt werden, wie gasförmiges Chlor und andere halogenierte Gase, im weitern sowohl Kohlenmonoxid als auch gewisse Mischungen aus Inertgasen, die von Stickstoff, Argon, Helium und dergleichen abgeleitet Bind oder daraus bestehen. Eine bevorzugte Gasmischung besteht aus Stickstoff mit ungefähr 0,1 - 5 Vol.-# Dichlordifluormethan. Die Inertgaskomponente kann weiter ein inertes Trägergas, wie Helium, Argon oder Mischungen davon umfassen; Dichlordifluormethan kann ganz oder teilweise durch Chlor oder vollständig chlorierte oder chlorfluorierte niedere, weniger al3 sechs Kohlenstoffatome enthaltende und wasserstoffreie Kchlenvasserstoffkomponenten ersetzt werden. In Verbindung mit dieser Gasinischung kann auf der Oberfläche der Schmelze, im Bereich des Durchgangs 1Ί, eine flüssige SaIz-As mentioned earlier, the arrangement divides from revolving beveled surfaces 17 and 18 showing the respective filter media 21 and 22 support the filter chamber 15 completely in the sub-chambers 19 and 20. As shown in Figure 1, and In accordance with the present invention, the lower chamber 19 is provided with at least one inlet 25 which the opening or openings of one or more gas supply lines 26, and through which one of an outer, not shown source supplied gas introduced into the melt can be. In the present device and according to the method used, a large selection of known Components are used, such as gaseous chlorine and other halogenated gases, furthermore both carbon monoxide and certain mixtures of inert gases produced by Bind or consist of nitrogen, argon, helium and the like. A preferred gas mixture exists from nitrogen with approximately 0.1-5 vol .- # dichlorodifluoromethane. The inert gas component can further comprise an inert carrier gas such as helium, argon or mixtures thereof; Dichlorodifluoromethane can be completely or partially by chlorine or completely chlorinated or chlorofluorinated lower, fewer than six carbon-containing and hydrogen-free hydrocarbon components are replaced. In connection With this gas mixture, a liquid salt can be formed on the surface of the melt in the area of the passage 1Ί
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mischung verwendet, werden. Diese wahlweise eingesetzte( flüssige Salzmischung kann Mischungen von Alkali- und Erdalkalichloriden und ein Fluorid enthalten. Eine spezifische Zusammensetzung kann beispielsweise 40 - 50# NaCl, 45 - 55% KCl und 55* Na-.AIF,- enthalten. Diese und weitere an sich bekannte Flussmittel sind in der bereits oben erwähnten US-PS 3 854 934 näher beschrieben, ohne jedoch die einzig möglichen Ausiührun^sformen darzustellen.mixture can be used. This optionally used ( liquid salt mixture can contain mixtures of alkali and alkaline earth chlorides and a fluoride. A specific composition can for example contain 40-50 # NaCl, 45-55% KCl and 55 * Na-.AIF, -. These and others per se Known fluxes are described in more detail in US Pat. No. 3,854,934, already mentioned above, but without showing the only possible embodiments.
Unterhalb des ersten filterförmigen Mediums, der Filterplatte 21, ist in der Seitenwand der Kammer 15 ein Gaseinlass in Form einer öffnung 25 vorgesehen. Genauer ausgedrückt ist die Oeffnung 25 so angeordnet, dass das daraus austretende Gaä durch die in der Unterkammer 19 enthaltene Schmelze zu dem ersten filterförmigen Medium 21 aufsteigen und durch dieses hindurchströmen kann, nachdem das Gas auseinander gegangen ist und sich regelmässig verteilt hat, sodass ein Gegenstromkontakt mit dem geschmolzenen Metall entsteht, welches in Gegenrichtung durch das erste filterförmige Medium strömt. An dieser Stelle im Filter 21 findet die unerwartet wirksame Entfernung von Verunreinigungen statt, wodurch verhältnismässig grobe, unerwünschte partikelförmige Einschlüsse, unerwünschte Gase und gewisse gelöste metallische Elemente aus der Schmelze ausgeschieden werden und dann durch die Gegenstromwirkung des fliessenden Gases zur Oberfläche der Schmelze aufsteigen, wo das partikelförmige Material anschliossend durch üblicheBelow the first filter-shaped medium, the filter plate 21, there is a gas inlet in the side wall of the chamber 15 provided in the form of an opening 25. More precisely, the opening 25 is arranged in such a way that the gas emerging therefrom rise through the melt contained in the sub-chamber 19 to the first filter-shaped medium 21 and through it can flow through after the gas has broken apart and has spread out regularly, so that a countercurrent contact with the molten metal, which flows in the opposite direction through the first filter-shaped medium. At this Place in the filter 21 takes place the unexpectedly effective removal of impurities, which is relatively coarse, unwanted particulate inclusions, unwanted gases and certain dissolved metallic elements from the melt are precipitated and then rise to the surface of the melt by the countercurrent effect of the flowing gas, where the particulate material then through usual
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Oberflächenbehandlungsmethoden, wie Abschöpfen oder dergleichen, entfernt werden kann, falls dies gewünscht wird. J)ie Wirkungsweise des strömenden Gases wird in Figur 1 schematisch dargestellt, in welcher das Gas als eine grosse Zahl von Blasen 27 eingezeichnet ist, welche aus der Einlassöffnung 25 austreten und durch das Filtermedium 21 zur Oberfläche 16 der Schmelze aufsteigen. Im weitern befindet sich auf der Oberfläche 16 der Schmelze bevorzugt eine in Figur 1 nicht eingezeichnete, schon früher erwähnte flüssige Salzdecke, welche zusammen mit einem bevorzugten fliessenden Gas eine besonders nützliche Ausführungsform darstellt.Surface treatment methods, such as skimming or the like, can be removed if so desired. The mode of operation of the flowing gas is shown schematically in FIG in which the gas is drawn as a large number of bubbles 27 emerging from the inlet opening 25 and rise through the filter medium 21 to the surface 16 of the melt. Furthermore, on the Surface 16 of the melt preferably a liquid salt cover not shown in FIG. 1, mentioned earlier, which together with a preferred flowing gas is a particularly useful embodiment.
Nachdem es beim Durchqueren des Filterirjediuras 21 in Berührung mit dem aufsteigenden Gas gekommen ist, fliesst das geschmolzene Metall durch Unterkarnmer 19 und weiter durch Filtermediuin 22, v.'elches nach Figur 1 eine Filterplatte mit relativ feiner Porengröose ist. Während der Hauptzv;eck des ersten filterförmigen Kediums 21 darin besteht, dass das fliessende Gas zur Gewährleistung eines innigen und ausgedehnten Kontaktes mit der Schmelze aufgeteilt und fein verteilt wird, besteht der Zweck des zweiten filterförmigen Mediums 22 darin, dass irgendwelche restlichen, nichtmetallischen Partikel der Schmelze zurückgehalten v/erden, wenn diese durch das Filter fliesst. So ist das aus dem Filtermcdium 22 in die zweite Unterkam/ner 20 fliessende geschmolzene Metall gereinigt und bereit, durch die Auslassrinne 28 entweder zu einer Giessniaschine oder, falls erwünscht, zur weiteren Bearbeitung überführt zu werden.After it has come into contact with the rising gas while passing through the filter chamber 21, the molten metal flows through the lower chamber 19 and further through the filter medium 22, which according to FIG. 1 is a filter plate with a relatively fine pore size. While the main purpose of the first filter-shaped medium 21 is that the flowing gas is divided and finely distributed to ensure intimate and extensive contact with the melt, the purpose of the second filter-shaped medium 22 is to remove any remaining, non-metallic particles from the Melt is retained when it flows through the filter. The molten metal flowing from the filter medium 22 into the second chamber 20 is cleaned and ready to be transferred through the outlet channel 28 either to a casting machine or, if desired, for further processing.
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Bei den beschriebenen bevorzugten Ausführunosformen der Erfindung sind die filterförmigen Medien von einheitlicher, enger Toleranz und können mit markanter KostenreduktionIn the described preferred embodiments of the Invention are the filter-shaped media of uniform, narrow tolerance and can with marked cost reduction
hergestellt werden. Demgemäss besteht das filterförraige Medium der vorliegenden Erfindung vorzugsweise aus einer Filterplatte, wie sie in Figur 2 dargestellt wird. Die Filterplatte 29 besitzt eine offenzellige Struktur, welche durch eine Vielzahl von miteinander verbundenen Hohlräumen gebildet wird, sodass das geschmolzene Metall zur Entfernung oder Verminderung von mitgeschleppten Festpartikeln aus dem gegossenen Endprodukt oder zur Erleichterung des Austausche von Verunreinigungen zwischen der Schmelze und einem im Gegenstrom aufsteigenden Gas durchfliesscn kann. Ein solches Filter kann beispielsweise durch eine feste Filterplatte gebildet werden, welche aus einem gesinterten Keramikaggregat oder aus einer porösen Kohlenstoffplatte hergestellt werden kann.getting produced. The filter-shaped medium exists accordingly of the present invention preferably from a filter plate as shown in FIG. The filter plate 29 has an open-cell structure, which is characterized by a multitude of is formed by interconnected cavities allowing the molten metal to be removed or diminished of entrained solid particles from the cast end product or to facilitate the exchange of impurities can flow through between the melt and a gas rising in countercurrent. Such a filter can, for example be formed by a solid filter plate, which consists of a sintered ceramic aggregate or a porous Carbon plate can be made.
In der bevorzugton Ausführungeform wird ein keramisches Schaumfilter verwendet, wie es in der oben erwähnten DT-OS 26 13 023 beschrieben wird. In Ueboreinstimnmng mit der Lehre dieser früheren Anmeldung können keramische Schaumfilter hergestellt werden» welche eine offenzellige Struktur haben, die durch eine Vielzahl von mit einem Hetzwerk aus keramischen Material umgebenen, miteinander verbundenen Hohlräume gebildet werden. Die Keramikfilter haben eine'LuftdurchlässigkeitIn the preferred embodiment, a ceramic Foam filter used, as described in the above-mentioned DT-OS 26 13 023. In agreement with the teaching According to this earlier application, ceramic foam filters can be produced which have an open-cell structure, the formed by a plurality of interconnected cavities surrounded by a network of ceramic material will. The ceramic filters have air permeability
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im Bereich von 400 - 0000 χ 10 cm , vorzugsweise von 400 -in the range from 400 - 0000 χ 10 cm, preferably from 400 -
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2500 χ 10 cm", eine Porosität oder einen Hohlraumantcil von-7 2
2500 χ 10 cm ", a porosity or a void area of
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0,80 bis 0,95, und. eine Porenzahl von 2 bis 18, .vorzugsweise von 8 bis 18, je 1 cm Länge. Die Fliessgeschwindigkeit des .geschmolzenen Metalls durch das Filter kann im Bereich von 13 bis 130 cm /cm Filterfläche und pro Minute liegen. Das keramische Schaumfilter, das £n der erwähnten DT-OS 26 13 beschrieben wird, ist für die vorliegende Erfindung besonders geeignet, weil es mit niedrigen Kosten hergestellt und daher leicht auf Wegwerfbasis verwendet werden kann. Ueberdies ist dieses Filter beim Filtrieren von geschmolzenem Metall überraschend gut wirksam, insbesondere bei Aluminium, und es kann, was insbesondere bei einem preisgünstigen Filtrieren mit hohem Wirkungsgrad erstaunlich ist, eine aussergewöhnlich gute Regelbarkeit erziehlt werden.0.80 to 0.95, and. a number of pores from 2 to 18, preferably from 8 to 18, each 1 cm in length. The flow rate of the molten metal through the filter can be in the range of 13 to 130 cm / cm filter area and per minute. The ceramic foam filter, which is mentioned in the DT-OS 26 13 is particularly suitable for the present invention because it is manufactured at a low cost and therefore can easily be used on a disposable basis. Moreover is this filter surprisingly in filtering molten metal very effective, especially with aluminum, and it can, especially with inexpensive filtration with high Efficiency is astonishing, an extraordinarily good controllability be achieved.
Nach einer bevorzugten Ausführungeform der vorliegenden Erfindung kann das erste filterförmige Medium 21 mit einer verhältnismässig groben Porengrösse hergestellt werden, die im Bereich von 2 bis 18 Poren je 1 cm Länge liegt, was einer Luftdurchlässigkeit im Bereich von 2500 bis 8000 χ 10"~'cm entspricht, während das zweite filterförmige Medium 22 ein verhältnismässig feinporiges Filter umfassen kann, welches eine Porenzahl von 8 bis 18 je 1 cm Länge und eine Luftdurch-According to a preferred embodiment of the present invention the first filter-shaped medium 21 can be produced with a relatively coarse pore size, which in the Range from 2 to 18 pores per 1 cm length, which means an air permeability in the range from 2500 to 8000 χ 10 "~ 'cm corresponds, while the second filter-shaped medium 22 can comprise a relatively fine-pored filter, which a number of pores of 8 to 18 per 1 cm length and an air passage
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lässigkeit von 400 - 2500 χ 10 cm auf v/eist. Natürlich können sowohl die Luftdurchlässigkeit als auch die Porengrösse des betreffenden filterförmigen Mediums, wie bereits erwähnt, je nach dem besonderen, zu filtrierendem Material verändert werden, und deshalb auch ausserhalb der angegebenen BereichePermeability from 400 - 2500 χ 10 cm on v / ice. Of course you can both the air permeability and the pore size of the relevant filter-shaped medium, as already mentioned, each can be changed according to the particular material to be filtered, and therefore outside the specified ranges
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liegen.lie.
Das in der vorliegenden Erfindung vorzugsweise verwendete Keramikfilter wird vorerst aus einem offenzelligen, flexiblen Schaummaterial hergestellt, welches durch eine Vielzahl von mit einem Netzwerk aus diesem' flexiblen Schaummaterial, wie Polyurethanschäume oder Kunststoffe auf Cellulosebasis, umgebenen, miteinander verbundenen Hohlräumen, gebildet wird. Das keramische Schaumfilter kann in Uebereinstimmung mit dem der US-PS 3 893 917 zu entnehmenden,allgemeinen Verfahren hergestellt werden, nach welcher eine wässrige, keramische Aufschlämmung hergestellt, und das geschäumte Material damit imprägniert v/ird, sodass das Hetzwerk damit überzogen, und die Hohlräume im wesentlichen davon gefüllt sind. Das imprägnierte Material v/ird derart zusammengepresst, dass ein Teil der Aufschlämmung ausgetrieben und der Rest gleichmäs3ig über das gesarate Schaummaterial verteilt wird. Das beschichtete Schauionaterial wird dann getrocknet und erhitzt, um vorerst den flexiblen organischen Schaum zu verflüchtigen und/oder zu verbrennen, und anschliessend die ursprüngliche keramische Beschichtung zu sintern, wodurch ein gesinterter Keramikschaum mit einer Vielzahl von mit einem Hetzwerk aus gesinterter Keramik umgebenen, miteinander verbundenen Hohlräumen entsteht, welche die Konfiguration des ursprünglichen flexiblen Schaumstoffes haben, natürlich kann je nach dem besonderen, zu filtrierenden Metall eine grosse Anzahl von keramischen Materialien ausgewählt worden. Vorzugsweise wird eine MischungThe ceramic filter preferably used in the present invention is initially made of an open-cell, flexible one Foam material made by a variety of with a network of this' flexible foam material, such as Polyurethane foams or cellulose-based plastics, surrounded, interconnected cavities, is formed. The ceramic foam filter can be made in accordance with the general method disclosed in US Pat. No. 3,893,917 are prepared, according to which an aqueous ceramic slurry is prepared, and the foamed material therewith impregnated so that the agitation is covered with it, and the cavities are substantially filled thereby. The impregnated material is pressed together in such a way that a Part of the slurry is driven off and the rest is evenly distributed over the entire foam material. That coated Display material is then dried and heated for the time being volatilize and / or burn the flexible organic foam, and then the original ceramic Sintering coating, creating a sintered ceramic foam with a variety of sintered with a rush of Ceramic-surrounded, interconnected cavities are created, which is the configuration of the original flexible Foam, of course, depending on the particular, A large number of ceramic materials have been selected for the metal to be filtered. Preferably a mixture
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von Aluminium- und. Chromoxid verwendet, diese Materialien können jedoch selbstverständlich allein oder zusammen mit -anderen keramischen Materialien verwendet werden. Andere typische Keramikraaterialien, welche verwendet werden können, sind Zirkonoxid, Magnesiumoxid, Titanoxid, Siliziumoxid und Mischungen davon. Normalerweise enthalten die verwendeten Aufschläminungen zwischen 10 und 40$ Wasser, sowie ein oder •mehrere rheologische Mittel, Bindemittel oder Mittel, die in Luft abbinden.of aluminum and. Chromium oxide used these materials however, they can of course be used alone or in conjunction with other ceramic materials. Other typical ceramic materials that can be used, are zirconia, magnesia, titania, silica, and mixtures thereof. Usually those used contain Slurries between $ 10 and $ 40 water, plus one or • several rheological agents, binders or agents that set in air.
Wie in Figur 2 gezeigt wird, kann die Filterplatte 29 der vorliegenden Erfindung nach unten zusammenlaufende Seitenflächen 50 haben, welche an die entsprechenden, rundumlaufenden Flächen der Filterkammer angepasst sind, wie dies in den Yiguren 1 und 3 dargestellt wird. Natürlich liegt es im Rahmen der Erfindung, an Stelle der in den Figuren dargestellten Au3--führungsformen eine grosse Anzahl von Variationen der geometrischen Konfiguration vorzunehmen.As shown in Figure 2, the filter plate 29 of the present invention may have downwardly converging side surfaces 50 have which to the corresponding, all-round Areas of the filter chamber are adapted, as shown in Yigures 1 and 3. Of course it's within the scope of the invention, instead of the embodiments shown in the figures make a large number of variations on the geometric configuration.
Wenn die Filterplatte der vorliegenden Erfindung als Wegwerfartikel konzipiert wird, ist es wesentlich, ein wirkungsvolles Dichtungsmittel für die Seitenflächen der Filterplatten vorzusehen, welches leicht anzubringen, abzubauen und von den Seitenflächen der Filterplatte zu entfernen ist. Die Filterkammer selbst ist normalerweise ein zur Zuführungsrinne, zur Giesspfanne, zur Giesswanne usw. gehörender Teil und sollte au3 feuerfesten Materialien hergestellt sein, welche gegenWhen the filter plate of the present invention is disposable is designed, it is essential to provide an effective sealant for the side surfaces of the filter plates, which is easy to attach, dismantle and remove from the side surfaces of the filter plate. The filter chamber itself is usually one to the feed chute, to the The pouring ladle, part belonging to the pouring pan, etc., and should be made of refractory materials that are resistant to
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geschmolzenes Metall ähnlich widerstandsfähig sind, wie dies für übliche Anfertigungen von Zuführungsrinnen der Fall ist. J2s ist bevorzugt, die Filterplatte mit einem elastischen Dichtungsmittel oder einer Dichtungsmanschette an ihrem vorgesehenen Ort anzubringen, wie dies früher gezeigt und besprochen worden ist. Das elastische Dichtungsmittel oder die Dichtungsmanschette begrenzen die Filterplatte an deren äusseren, nach unten zusammenlaufenden Schrägflächen. Die manschettenförmigen Dichtungen gewährleisten eine pannenfreie Installation und bilden ebenso ein tatsächliches Trennmedium, was für ein leichtes Auseinandernehmen wesentlich ist. Zusätzlich verhindern Manschetten oder Dichtungsmittel das Eindringen von Metall zu den Dichtungsflächen der Filterträgereinheiten, ihr Gebrauch erleichtert das Reinigen beträchtlich und verlängert die Lebensdauer der Filtereinheit wirkungsvoll, indem die Probleme betreffend den Angriff von Metall ausgeschaltet werden. Ueberdies kann die Manschette bzw. das Dichtungsmittel dank ihrer Elastizität genügend Reibungskraft aufbringen, um den Filterkörper am vorgesehenen Ort in der Filterkammer halten zu können, ohne dass zu andern, zusätzlichen Ausführungsformen von Haltevorrichtungen Zuflucht genommen werden muss. Das Dichtungsmittel sollte gegenüber dem zu filtrierenden geschmolzenen Metall nicht-benetzend sein, dessen chemischem Angriff widerstehen und feuerfest genug sein, um auch hohen Verfahrenstemperaturen zu widerstehen.molten metal are similarly resistant, as is the case for conventional production of feed chutes. J2s is preferable to the filter plate with an elastic Apply sealant or a gasket in its intended location as shown and discussed earlier has been. The elastic sealing means or the sealing cuff delimit the filter plate on its outer side sloping surfaces converging at the bottom. The cuff-shaped Seals guarantee a breakdown-free installation and also form an actual separating medium, what a easy disassembly is essential. In addition, sleeves or sealants prevent the penetration of Metal to the sealing surfaces of the filter support units, their use makes cleaning considerably easier and longer the life of the filter unit effectively by eliminating the problems related to attack by metal will. In addition, the cuff or the sealing means thanks to its elasticity, apply enough frictional force to the filter body at the intended location in the filter chamber to be able to hold without resorting to other, additional embodiments of holding devices must become. The sealant should be non-wetting to the molten metal to be filtered, withstand chemical attack and be sufficiently refractory to withstand high process temperatures.
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Die plattenförmigen Filtereinheiten der vorliegenden Erfindung können durch Manschetten um ihre Seitenflächen und/oder nur an deren oberen und unteren äusseren Umfang abgedichtet werden. Die plattenförmigen Filtereinheiten der vorliegenden Erfindung werden vorzugsweise durch eine randförraige, entlang der Seitenfläche der Filterplatte verlaufende Manschette abgedichtet, wodurch ein fester Dichtungsabschluss gewährleistet ist, und das Filter, im Zusammenwirken mit der Dichtungsmanschette, an Ort und Stelle festgehalten wird. Falls ein einfacher Pressitz nicht ausreicht, um das Filter an Ort und Stelle festzuhalten, können natürlich eine grosse Zahl von mechanischen Befestigungsmitteln, wie beispielsweise Keile oder Niederhaltegewichte, verv/endet werden. Nach einer andern, nicht dargestellten Anordnung, kann die Vorrichtung 10 von Figur 1 bei den runduinlaufenden, abgeschrägten Flächen 17 und 18 geteilt werden, sodass der zum Festhalten der Filterplatten notwendige Druck beim Schliessen der aufgespaltenen Einheit durch die klemmende V/irkungsweise des Verschliessens ausgeübt werden kann. Der nach unten zusammenlaufende Winkel der abgeschrägten Flächen der Filterkammer und der entsprechend nach unten z\isammenlaufende V/inkel der Seitenflächen der Filterplatte sind geeignet, eine feste Abdichtung zu bilden, und das Filter gegen darauf einwirkende Hubkräfte an Ort und Stelle zu halten. Natürlich sollten die Dichtungsmanschette oder das Dichtungsmittel, wie oben erwähnt, gegen das verwendete, geschmolzene Metall beständig sein. TypischeThe plate-shaped filter units of the present invention can by cuffs around their side surfaces and / or only are sealed at their upper and lower outer circumference. The plate-shaped filter units of the present invention are preferably sealed by a rim-shaped sleeve running along the side surface of the filter plate, whereby a tight seal is guaranteed, and the filter, in cooperation with the sealing sleeve, is held in place. If a simple press fit is not enough to keep the filter in place and Of course, a large number of mechanical fasteners, such as wedges, can be used to hold in place or hold-down weights. According to another, not shown arrangement, the device 10 of Figure 1 with the rounded, beveled surfaces 17 and 18 divided so that the filter plates are held in place necessary pressure when closing the split unit exerted by the clamping mechanism of the closing can be. The downward converging angle of the chamfered surfaces of the filter chamber and the corresponding downwardly converging angles of the side surfaces of the Filter plate are suitable to form a tight seal, and the filter against lifting forces acting on it in place and Place to hold. Of course, the sealing sleeve or the sealant, as mentioned above, should be used against the molten metal to be resistant. Typical
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Dichtungsmaterialien, die bei der Behandlung von geschmolzenem Aluminium verwendet werden, umfassen faserförmige, feuerfeste ,Abdichtungen, die mannigfache Zusammensetzungen haben können. AIa Beispiele für solche Dichtungsmaterialien seien erwähnt:Sealing materials used in the treatment of molten aluminum include fibrous refractories , Seals, which can have a variety of compositions. AIa examples of such sealing materials are mentioned:
- Ungefähr 457° Aluminiumoxid, 52# Siliziumoxid, 1,3# Eisenoxid und 1,1% Titanoxid;- Approximately 457 ° alumina, 52 # silica, 1.3 # iron oxide, and 1.1% titanium oxide;
- ungefähr 55?° Siliziumoxid, 40,5$ Aluminiumoxid, 4% Chromoxid und 0,5/» Eisenoxid;- about 55 ° silicon oxide, 40.5 % aluminum oxide, 4% chromium oxide and 0.5% iron oxide;
- -ungefähr 5Ύ/° Siliziumoxid, 46$ Aluminiumoxid und 1$ Eisenoxid.- -approximately 5Ύ / ° silicon oxide, 46 $ aluminum oxide and 1 $ iron oxide.
In Figur 3 wird eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, bei welcher die Vorrichtung 31 einen Durchgang 3? umfasst, welcher zu einer kontinuierlichen Filterkamraer 33 führt. Die Filterkammer 33 unterscheidet sich von der Filterkammer 15 von Figur 1 dadurch, dass sie nicht in zwei vollständig getrennte Unterkainmern aufgeteilt ist. In Figur 3 ist das grobporige, filterförmige Medium 21' im wesentlichen Seitenfläche an Seitenfläche mit dem feinporigen filterförmigen Medium 22' angeordnet. Die beiden filterförmigen Kedien werden durch eine Trennwand 34, welche am Durchgang 32 und an der Abflussrinne 35 befestigt ist und dieselbe Höhe wie diese aufweist, getrennt. Wie in der Vorrichtung von Figur 1 ist in der Filterkammer 33» nahe unter dem grobporigen Filtermedium 21', eine Einlassöffnung 25' fürIn Figure 3, a further embodiment of the present Invention shown, in which the device 31 a Pass 3? includes, which leads to a continuous Filter cam 33 leads. The filter chamber 33 differs from the filter chamber 15 of Figure 1 in that it is not divided into two completely separate lower chambers. In FIG. 3 is the coarse-pored, filter-shaped medium 21 'essentially side face to side face with the fine-pored one filter-shaped medium 22 'arranged. The two filter-shaped Kedien are through a partition wall 34, which is attached to the passage 32 and to the drainage channel 35 and has the same height as this, separately. As in the device of Figure 1, in the filter chamber 33 »is close below the coarse-pored filter medium 21 ', an inlet opening 25' for
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das Gas angeordnet., welches in ähnlicher V/eise durch die Rohrleitung 26r zugeführt wird. So kann das aus der Austrittsöffnung 25' fliessende Gas durch das Filtermedium 21" strömen und im Gegenstrcnj den gewünschten Kontakt und Austausch mit der abwärtsfIiessenden Schmelze erreichen. Der Unterschied in der Anordnung der Filterkammer 33 macht erforderlich, dass die Schmelze vorerst abwärts, dann um die Trennwand 34 und auf ihrem Weg zur Abflussrinne 35 schliesslich aufwärts durch das Filtermedium 22' fliesst, wo sie abschliessend filtriert wird. Wie die Vorrichtung 10 nach Figur 1, ist auch die Vorrichtung 31 niit rundumlauf enden, nach unten zusammenlaufenden Schrägflächen versehen, damit die entsprechenden Filtermedien angeordnet und gestützt werden können. Entsprechend der Ausführung nach Figur 1 sind die Seitenflächen der Filtermedien mit elastischen Dichtungsmitteln versehen, um die gewünschte Befestigung der Filter in den rundumlaufenden, abgeschrägten Flächen der Filterkamraer zu erzielen.The gas is arranged. Which is supplied in a similar V / eise through the pipe 26 r. In this way, the gas flowing out of the outlet opening 25 'can flow through the filter medium 21 ″ and achieve the desired contact and exchange with the downwardly flowing melt in the opposite direction Partition 34 and finally flows upward through the filter medium 22 'on its way to the drainage channel 35, where it is finally filtered. Like the device 10 according to FIG According to the embodiment according to FIG.
Es gibt eine grosse Anzahl von Gelegenheiten, bei welchen die Vorrichtung und das Verfahren der vorliegenden Erfindung in allen oben erwähnten Ausführungsformen angewendet werden können. Insbesondere beim Beispiel des Stranggiecsens kann ein Paar von solchen Filterkammern in paralleler Anordnung verwendet werden. Bei einem solchen Verfahren kann angesichts der langen Verfahrensdauer und der damit verbundenen grosscn Menge von geschmolzenem Metall ein häufiger Wechsel des Filtermediums während dem Verfahren erforderlich sein. SolcheThere are a large number of occasions when the apparatus and method of the present invention in FIG all of the above-mentioned embodiments can be applied can. Particularly in the example of continuous casting, a pair of such filter chambers can be arranged in parallel be used. In such a procedure, in view of the long duration of the procedure and the associated large costs Amount of molten metal will require frequent changes of the filter media during the procedure. Such
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Wechsel können dur.ch die Verwendung von parallelen Fliesskanälen, von welchen jeder eine Filterkammer enthält, erleichtert werden, zusammen mit einem Mittel für die Umlenkung des fliessenden Metalles von einem Kanal zum andern, wie Ventilen, Stauanlagen und dergleichen. Der Fluss kann so während einer bestimmten Zeit auf eine Filterkamraer beschränkt werden, und könnte auf einen andern Kanal umgelenkt werden, sobald das Druckgefälle über die erste Filterkamrcer zu gross würde. Es ist leicht einzusehen, dass eine solche Umschaltraöglichkeit die Versorgung einer Stranggussanlage mit einem endlosen Strom von filtriertem Metall gewährleistet.Change dur.ch the use of parallel flow channels, each of which contains a filter chamber, along with a means for redirecting of the flowing metal from one channel to another, such as valves, dams and the like. The river can do so be restricted to one filter camera for a certain period of time, and could be diverted to another channel as soon as the pressure drop across the first filter chamber becomes too great. It is easy to see such a Switching option to supply a continuous casting plant with an endless stream of filtered metal.
Ueberdies können an der vorliegenden Vorrichtung und dem Verfahren einige Modifikationen zur Anpassung an Variationen im Behandlungsverfahren des geschmolzenen Metalls vorgenommen werden. Wenn beispielsweise kleine, individuelle Serien von geschmolzenem Metall hergestellt und vergossen werden, ist es wünschenswert, dass das filterförmige Medium für mehrere Serien betriebsfähig bleibt. Zu diesem Zweck kann das Filtermedium gegenüber den Bodenflächen des Durchgangs und der Abflussrinne etwas vertieft sein, wodurch nach dem Aufhören des Metallflusses ein Schmelzerückstand zurück bleibt, welcher die Filterkammer füllt und beide Filter bedeckt. In Verbindung mit dieser Modifikation kann mindestens eine Abdeckeinheit verwendet werden, welche über dem Schmelzerückstand liegen und mit Heizmitteln, wie beispielsweise einer Vielzahl von die Schmelze in ihrem flüssigen Zustand haltenden Strahlungs-In addition, the present device and the method made some modifications to accommodate variations in the process of treating the molten metal will. For example, if small, individual batches of molten metal are made and cast, it is it is desirable that the filter-shaped medium remains operational for several series. For this purpose, the filter medium be slightly recessed compared to the bottom surfaces of the passage and the drainage channel, whereby after the cessation of the Metal flux leaves a melt residue which fills the filter chamber and covers both filters. In connection With this modification, at least one cover unit can be used which lies over the melt residue and with heating means, such as a large number of radiation that keeps the melt in its liquid state
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heizern, versehen sein würde. Bei der Anwendung einer solchen Modifikation im Zusammenhang mit der Vorrichtung von Figur jiiirde die rundunilaufende, abgeschrägte Fläche 17 gegenüber den Bodenflächen des Durchgangs 14 und der Abflussrinne 28 vertieft ausgestaltet, und das in Figur 1 nicht eingezeichnete Deckorgan würde darüberliegend angeordnet. Gleichfalls würde der Boden der Abflussrinne 28 nach dem Boden des Durchgangs 14 berechnet und ein ähnliches Deckorgan würde dort angebracht, wo die Unterkammer 20 in die Abflussrinne 28 mündet. Bei der Anordnung nach Figur 3 könnten die Filtermedien 21' und 22' einfach gegenüber dem Boden von Durchgang und Abflussrinne vertieft ausgestaltet v/erden, was erlauben würde, dass beim Aufhören des Metallstromcs eine Restschmelze über den Filtermedien bleibt, und darüber könnten entsprechend geformte Deckorgane angeordnet werden.heat, would be provided. When applying such a modification in connection with the device of FIG jiiirde the round, sloping surface 17 opposite the bottom surfaces of the passage 14 and the drainage channel 28 are designed to be recessed, and that is not shown in FIG Cover organ would be arranged above it. Likewise, the bottom of the gutter 28 would be after the bottom of the passageway 14 calculated and a similar cover element would be attached where the sub-chamber 20 opens into the drainage channel 28. In the Arrangement according to Figure 3, the filter media 21 'and 22' simply recessed from the bottom of the passage and drainage channel, which would allow the When the metal stream ceases, a residual melt remains above the filter media, and above it could appropriately shaped cover organs to be ordered.
Andere, im Bereich der Erfindung liegende Modifikationen bestehen darin, dass eine Mehrzahl von Gaseintrittsöffnungen rund um die entsprechende Kammer herum, unmittelbar unter dem betreffenden ersten filterförmigen Medium, angeordnet ist. Weiter können die Eintrittsöffnungen für das Gas durch die Verlängerung der entsprechenden Gaszuleitungen gegen das Zentrum der betreffenden Kaminer verschoben werden, wodurch das ausfliessende Gas von einem in der Mitte der Kammer liegenden Ort in die Schmelze eingeleitet werden kann. Sowohl die Anordnung einer Mehrzahl von Eintrittsöffnungen für das fliessende Gas/ als auch gegen das Zentrum der Filterkammer verschobene Ein-Other modifications within the scope of the invention consist in that a plurality of gas inlet openings are arranged around the corresponding chamber, directly below the relevant first filter-shaped medium. Furthermore, the inlet openings for the gas can be moved towards the center of the respective chimneys by extending the corresponding gas supply lines, whereby the outflowing gas can be introduced into the melt from a location in the middle of the chamber. Both the arrangement of a plurality of inlet openings for the flowing gas / as well as the inlet displaced towards the center of the filter chamber
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trittsoffnungen, welche in den Figuren nicht dargestellt sind, umfassen Modifikationen, welche an sich lediglich Aenderungen Ifer Gestaltung (Design) betreffen.entry openings, which are not shown in the figures, include modifications which per se only concern changes in the design.
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Claims (8)
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BAD 'ORIGINAL?
8000 χ 10 cm , eine Porosität von 0,80 bis 0,95, eine Porenzahl von 2 bis 18 je 1 cm Länge und eine Dicke von 10 bis 100 mm aufweisen.—7 2
8000 χ 10 cm, a porosity of 0.80 to 0.95, a number of pores of 2 to 18 per 1 cm length and a thickness of 10 to 100 mm.
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