DE2425808A1

DE2425808A1 - Einrichtung zum vakuum-giesstrahlentgasen von metallschmelzen

Info

Publication number: DE2425808A1
Application number: DE19742425808
Authority: DE
Inventors: Karl Dipl Ing Gupf; Othmar Dipl Ing Tatzmann
Original assignee: Andritz Hydro GmbH Austria
Current assignee: Andritz Hydro GmbH Austria
Priority date: 1973-06-01
Filing date: 1974-05-28
Publication date: 1975-01-02
Also published as: CH570838A5; ATA480273A; AT328112B

Description

Einrichtung zum Vakuum-Gießstrahlentgasen von Metalischmelzen Zur Entfernung von Sauerstoff, Wasserstoff und Natrium aus einer Metallschmelze ist es bekannt, die Schmelze bei Temperaturen zwischen 6000 und 7000C abstehen zu lassen, Chlor oder Stickstoff in die Schmelze einzuleiten, die Schmelze mit chlorabspaltenden Präparaten zu behandeln oder die Schmelze einer Beschallung mit Ultraschall auszusetzen. Alle diese genannten Entgasungsverfahren haben den Nachteil, daß durch den erheblichen Zeitaufwand die Behandlungsöfen blockiert werden und zufolge der erforderlichen lang andauernden Energiezufuhr ihre Wirt= schaftlichkeit weiterhin beeinträchtigt wird. Die Behandlung mit Chlor entspricht überdies im Kinblick auf die dabei entstehenden Chlordämpfe trotz aller Vorkehrun gen nicht im befriedigenden Ausmaß den Anforderungen des modernen Umweltschutzes.
Man gibt daher in jüngerer Zeit vielfach dem sogenannten Vakuum-GießstraLIlentgasen den Vorzug, womit nicht nur ein bedeutend besseres Gußgefüge und damit bessere Werte der Zugfestigkeit, der Dehnung und der Kantenbrüchigkeit beim Walzen er= reicht werden können, sondern auch die Behandlungszeiten stark reduziert werden können, d. h., die Produktivität des Schmelzofens gesteigert werden kann. Ein weiterer Vorteil der Vakuumbehandlung liegt in dem Umstand, daß durch das monaten der Oxyde bei der Entgasung und deren nachfolgende Abschöpfung die Walzbarkeit bis zu dünnsten Blechen erleichtert wird. Das Vakuum-Gießstrahlverfahren beruht bekanntlich auf dem Umstand, daß im Vakuum ein Gießstrahl zufolge seines von den in der Schmelze gelösten Gasen herrührenden 0berdruckes in einen Tröpfchenregen zerplatzt, aus deyn die Gase gut entweichen können.
Ein Nachteil bisher bekannter Einrichtungen zum Vakuum-Gießstrahlentgasen ist die Notwendigkeit, hiebei Ventile vorsehen zu müssen, welche einerseits vakuumdicht und anderseits auch für den Durchtritt flussiger Metalle geeignet sein müssen.
Da die dem flüssigen Aluminium ausgesetzten Bauteile des Ventiles wegen der Aggrs;dvität des Aluminiums vorzugsweise aus keramischen Stoffen bestehen und daher nach jeder Charge ausgewechselt werden müssen, ist deren Verwendung sehr unwirtschaftlich. Hier Abhilfe zu schaffen, ist das Hauptmotiv für die nachstehend geschilderte Erfindung.
Gegenstanader vorliegenden Erfindung ist ein aus einem Schmelzofen und einem Vakuum-Entgasungsofen (Sammel-, Absteh-, Gießofen) bestehende Einrichtung zum Entgasen von Metallschmelzen, insbesondere von Aluminium, im Vakuum-Gießstrahlverfahren, wobei in erfindungsgemäßer Weise eine Rohrverbindung zwischen dem Schmelzofen und dem Vakuum-Entgasungsofen vorgesehen ist, die im Schmelsofen unterhalb des tiefsten Schmelzenniveaus und im Vaknum-Entgasungsofen oberhalb des höchsten Badspiegels mündet, wobei ferner-eine Evakuierungsrohrleitung für den Vakuum-Entgasungsofen vorgesehen ist und eine Rohrleitung, welche über ein Ventil die Evavuiernngsrohrleitung mit dem über dem höchsten Schmelzenniveau liegenden Tiegelraum des Schmelzofens verbindet und uer eine zwischen Ventil und Schmelzofen abzweigende, ein weiteres Ventil enthaltende Leitung an die Atmosphäre oder an eine Druckquelle anschließbar ist.
An Hand der beiliegenden Zeichnung soll der erfindungsgemäße Vorschlag näher erläutert werden. Mit 1 ist ein vakuumdichtverschlossener, mit der Metallschmelze gefüllter Schmelzofen bezeichnet, welcher durch ein wärme- und korresionsfestes Rohr 2 mit den Vakaum-Entgasungofen 3 (Warmhalte-, Sammel-, Absteh-, Gießofen) verbunden ist. Das Rohr 2 mündet im Schmelzofen 1 unterhalb des tiefsten Schmelzenniveaus und im Vakuum-Entgasungsofen 3 oberhalb des höchsten Badspiegels. Mit 4 ist die vom Bakuum-Entgasungsofen 3 zur Vakuumpumpe führende Evakuierungsrohrleitung angedeutet. Von der Evakuierungsrohrleitung 4 zweigt eine Rohrleitung 5 ab, welche unter Zwischenschaltung eines Ventiles 6 in den über dem höchsten Schmelzenniveau liegenden Tiegel raum des Schmelzofens 1 führt. Von dieser Rohrleitung 5 wieder zweigt zwischen Ventil 6 und Schmelzofen 1 eine Leitung 8 ab, welche unter Zwischenschaltung eines weiteren Ventiles 7 an die Atmosphäre oder an eine Druckquelle angeschlossen wird.
Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung zum Entgasen von Schmelzen ist wie fo. Bei geschlossenem Ventil 7 und offenem Ventil 6 werden bei arbeitender Evakuierungspumpe die Öfen 1 und 3 evakniert. Dabei werden bereits im Ofen 1 die infolge der Badbewegung durch die Badoberfläche aasgeschiedenen Gase abgesaugt. Zum darauffolgenden Gießstrahlentgasen wird das Ventil 6 geschlossen und das Ventil 7 dosiert geöffnet. Zufolge des in den beiden Öfen gegebenen Druckunterschiedes wird die Schmelze über die Rohrleitung 2 in den Vakuum-Entgasungofen 3 gefördert. Beim Austritt aus der Rohrleitung 2 wird der Gießstrahl durch die in ihm vorhandenen Gaseinschlüsse in feinste Tröpfchen aufgespaltet, wodurch eine Vervielfachung der Schmelzenoberfläche und damit eine praktisch vollkommene Ent= gasung sowie ein Abbrand von in der Schmelze enthaltenem Natrium erzielt wird.
Die ausgeschiedenen Gase werden über die Evakuierungsrohrleitung 4 abgesaugt.
Die Fließgeschwindigkeit der Schmelze in der Rohrleitung 2 und damit die Menge der in der Zeiteinheit der dießstrahlentgasung zugeführten Schmelze lassen sich durch Steuerung des Druckunterschiedes in den beiden Öfen beeinflussen. SolLte der durch den äußeren Luftdruck und durch das Vakuum gegebene Druckunterschied nicht ausreichend sein, kann die Leitung 8 an eine Druckgasquelle (Luft, Stickstoff oder inertes Gas) angeschlossen werden.
Der Vorteil der erfindungsgem5ßen Lösung gegenüber schon bekannten Maßnahmen zur Vakuum-Gießstrahlentgasung liegt also in dem Umstand, daß die erforderlichen va= kuumdichten Ventile nur für den Durchtritt gasförmiger Medien nicht aber auch für den Durchtritt der Metallschmelze geeignet sein müssen. Ansonsten bringt der er= findungsgemäßc Vorschlag alle dem Gießstrahl-Entgasungsverfahren eigenen Vorteile mit sich, die abgesehen von den bei den Chlorierverfahren schwierig zu lösenden Probleme des Umweltschutzes vor allem in einer Steigerung der Produktivität der Öfen liegen, weil beim Gießstrahl-Entgasungsverfahren z. 3. bei einer Charge von 25 t nur eine Behandlungszeit von etwa 15 Minuten erforderlich ist und nach wei= teren 15 Minuten, die etwa für das Abschlacken der aufgeschwommenen Oxyde benötigt werden, der Vakuum-Entgasungsofen zum Abguß zur Verfügung steht, während bei ande= ren Verfahren die Behandlung bis zu 12 Stunden dauern kann.

Claims

P a t e n t - A n s p r u c h

Aus einem Schmelzofen und einem Vakuum-Entgasungsofen bestehende Einrichtung zum Entgasen von Metallschmelzen, vorzugsweise von Aluminium, im Vakuum-Gießstrahlverfahren, gekennzeichnet durch eine Rohrverbindung (2) zwischen der Schmelzofen (1) und dem Vakuum-Entgasungsofen (3), die im Schmelzofen (1) unter= halb des tiefsten Schmelzenniveaus und um Vakuum-Entgasungsofen (3) oberhalb des höchsten Badspiegels mündet, eine Evakuierungsrohrleitung (4) für den Vakuum-Ent= gasungsofen (3) uni eine Rohrleitung (5), welche über ein Ventil (6) die Evaku ierungsrohrleitung (4) mit dem über dem höchsten Schmelzenniveau liegenden Tie= gelraum des Schmelzofens (1) verbindet und über eine zwischen Ventil (6) und Schmelzofen (1) abzweigende, ein Ventil (7) enthaltende Leitung (8) an die Atmo= sphäre oder an eine Druckgasquelle anschließbar ist.