EP3511091A1 - Schmelze-überführungssystem zum aufnehmen, transportieren und fördern einer metallschmelze - Google Patents

Schmelze-überführungssystem zum aufnehmen, transportieren und fördern einer metallschmelze Download PDF

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EP3511091A1
EP3511091A1 EP18151506.5A EP18151506A EP3511091A1 EP 3511091 A1 EP3511091 A1 EP 3511091A1 EP 18151506 A EP18151506 A EP 18151506A EP 3511091 A1 EP3511091 A1 EP 3511091A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
container
pressure
molten metal
transfer system
melt
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP18151506.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Florian KULAWIK
Theodoor Van Der Hoeven
Michael Viedenz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Strikowestofen GmbH
Original Assignee
Strikowestofen GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Strikowestofen GmbH filed Critical Strikowestofen GmbH
Priority to EP18151506.5A priority Critical patent/EP3511091A1/de
Priority to PCT/EP2019/050706 priority patent/WO2019138080A1/de
Priority to US16/961,280 priority patent/US20210138537A1/en
Priority to DK19700239.7T priority patent/DK3737516T3/da
Priority to EP19700239.7A priority patent/EP3737516B1/de
Priority to ES19700239T priority patent/ES2987284T3/es
Publication of EP3511091A1 publication Critical patent/EP3511091A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • B22D17/20—Accessories: Details
    • B22D17/30—Accessories for supplying molten metal, e.g. in rations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D46/00—Controlling, supervising, not restricted to casting covered by a single main group, e.g. for safety reasons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/14—Charging or discharging liquid or molten material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • B22D17/20—Accessories: Details
    • B22D17/32—Controlling equipment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D39/00—Equipment for supplying molten metal in rations
    • B22D39/06—Equipment for supplying molten metal in rations having means for controlling the amount of molten metal by controlling the pressure above the molten metal
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D21/00—Arrangement of monitoring devices; Arrangement of safety devices
    • F27D21/0028—Devices for monitoring the level of the melt

Definitions

  • the present application relates to a melt transfer system for receiving, transporting and conveying a molten metal. Furthermore, the present invention relates to a corresponding method.
  • the JP4190786 shows, for example, a transport container to which molten metal can be supplied.
  • the molten metal can be transported and conveyed out of the container by means of a set pressure difference between the interior of the container and the environment.
  • air can be introduced into the interior of the container under pressure.
  • the molten metal in the container can with a Pressure can be applied so that the molten metal in a connecting the interior of the container and the environment flow channel, in particular a riser, rises and can be conveyed out of the container.
  • the pressure is typically increased steadily, so that a promotion of the molten metal takes place through the flow channel or the riser to the outside.
  • the outwardly transported molten metal may add air when the container is emptied.
  • the hot molten metal can be greatly accelerated, so that it can come at an outlet of the holding furnace to an uncontrolled ejection of the metal melt.
  • Such hot molten metal splashes are particularly dangerous for operators, but also for sensitive devices that are in the vicinity of the portable container dangerous.
  • the filling operation and the emptying operation of the melt transfer device are controlled by a control unit which analyzes weight data of the melt transfer device. Based on the weight of the melt transfer device, it can be determined how much molten metal is present in the container of the device. If it is determined by the control unit that the molten metal inside the melt transfer device is running low, an emptying operation of the container of the melt transfer device is ended.
  • the present invention has for its object to propose an alternative melt-transfer system.
  • One of the objects of the present invention is, inter alia, to propose a melt-transfer system which increases the working safety for an operator and which facilitates the work for an operator.
  • the present invention may be based on the object of proposing a corresponding method which achieves this object.
  • the melt transfer system With the melt transfer system, a hot molten metal can be picked up, transported and transferred to another container or into an oven.
  • the melt transfer system comprises for this purpose a transportable container for receiving the molten metal, a container lid arranged on the container for airtight sealing of the container and a flow channel.
  • the container lid preferably has a closable filling opening for filling the container with the molten metal and a corresponding filling opening lid.
  • the container lid may alternatively comprise a filling device for filling the container with molten metal through a filling tube or through the flow channel.
  • a pressure difference between a pressure prevailing in the container and a pressure prevailing outside the ambient molten metal can be forced out of the container through the flow channel or the riser pipe and conveyed out of the container.
  • the pressure differential is typically increased.
  • the delivery process can be interrupted or terminated by reducing or completely eliminating the pressure difference.
  • Control of the pressurization and adjustment of the pressure differential may be manually adjustable by an operator.
  • a control unit controls the emptying of the container by adjusting the pressure difference between the first and the second end of the flow channel.
  • the control unit controls, for example, a pneumatic unit, which is designed, the container interior with an air pressure to act on.
  • the melt transfer system may further include a measuring unit having at least one pressure sensor for measuring a pressure in the container during conveyance and the control unit for controlling the conveyance of the molten metal from the container through the flow channel.
  • the control unit can be set up and designed to stop the molten metal delivery when the measured pressure drops.
  • the control unit may be configured to determine a temporal pressure profile from the pressure measured by the measuring unit.
  • molten metal can be conveyed out of the container through the flow channel.
  • the control unit adjusts the pressure difference between the first and the second end of the flow channel.
  • a pressure can be determined in the container, preferably by means of the control unit and a measuring unit comprising at least one pressure sensor.
  • the pressure can be measured, for example, directly in the container or in the above-mentioned pneumatic unit.
  • the pressure sensors are arranged such that they measure the pressure of a container interior in which the molten metal is located.
  • the pressure sensors preferably do not come into contact with the molten metal.
  • the at least one pressure sensor can be arranged on an inner side of the container lid or in a pneumatic unit. From the measured pressure can be determined by the control unit, the pressure in the container.
  • the molten metal discharge may be stopped when a pressure difference between a pressure determined at a first time and a pressure determined at a second time is negative, wherein preferably the negative pressure difference is greater in magnitude than a predetermined threshold value.
  • the first time is earlier than the second time, the second time is later than the first time.
  • the pressure difference is determined by the pressure at the first time is subtracted from the pressure to the second time.
  • the threshold value is preferably at least 1 mbar, more preferably at least 2 mbar, the threshold value being able to be selected as a function of the time interval which is present between the first and the second time interval the second time.
  • a temporal pressure curve can be determined.
  • the control unit can be set up and configured to determine this temporal pressure profile.
  • This temporal pressure curve can be recorded and monitored, for example, by the control unit designed for this purpose and set up for this purpose.
  • the control unit typically controls that, for the continuous emptying of the container, air is continuously supplied to the container, so that the pressure in the container increases. When the measured pressure in the container drops, the molten metal production can be stopped.
  • the control unit may be arranged and configured to record and register such a pressure drop and then stop the molten metal production.
  • the control unit can control the pneumatic unit such that it does not further pressurize and / or vent the container so that the pressure difference remains the same or falls.
  • the control unit is designed and set up to carry out the control process steps described below and to stop the molten metal delivery, in particular by controlling the pneumatic unit. Based on the temporal pressure curve can be determined by the control unit, a pressure difference between at least two consecutive pressures. The molten metal delivery can be stopped, in particular, when the pressure difference is negative, ie when the pressure determined later in time is lower than the previously determined pressure, or if the average of two or more later detected pressures is less than the mean of two or more more pressures determined earlier in time.
  • the pressures can be measured at defined time intervals. Preferably, the distances are the same.
  • the time intervals between the pressure measurements may be, for example, a maximum of 500 ms, preferably a maximum of 100 ms, particularly preferably a maximum of 50 ms.
  • the control unit may be designed and set up to perform the pressure measurement in the time intervals and to register the pressure values.
  • the control unit can be designed and set up to adjust the time intervals of the measurements.
  • the time derivative dp / dt of the pressure profile can be determined.
  • the molten metal delivery can be stopped, in particular, when the derivative dp / dt is negative.
  • a threshold S may be determined prior to or during the molten metal feed so that molten metal production is stopped only when the derivative is less than the threshold S, where the threshold S is less than zero.
  • a criterion for stopping molten metal production can therefore be if dp / dt ⁇ 0 or if dp / dt ⁇ S ⁇ 0.
  • the threshold value S can be determined empirically, for example.
  • a threshold value has the advantage that slight pressure fluctuations, for example due to suction effects, friction losses and / or measurement inaccuracies, do not necessarily lead to an immediate shutdown of the molten metal feed.
  • the threshold value should be selected so that low pressure fluctuations do not cause a shutdown; on the other hand, it should be noted with the threshold that the metal melt level within the container is near the first end of the flow channel.
  • the molten metal delivery may be shut off when air enters the first end of the flow channel and before the air reaches the second end of the flow channel. In the temporal pressure curve, this time, when air enters the first end of the flow channel, is characterized by a pressure drop.
  • the pressure curve at this very time has a time derivative, the amount is greater than 1 mbar / s.
  • a threshold value can therefore advantageously amount to at least 1 mbar / s, preferably at least 5 mbar / s, particularly preferably at least 10 mbar / s.
  • suction effects or manual, brief interruptions of production can be taken into account with the threshold value and incorporated into a threshold determination.
  • a deviation or tolerance of the shutdown is preferably at most 4% of a filling weight of the container with molten metal. Particularly preferably, a deviation is at most 2% of a filling weight of the container with molten metal.
  • a second pressure can be measured at a second location.
  • the second measured pressure preferably correlates with a pressure in the container, with a pressure in the pneumatic unit for setting a pressure difference between an ambient pressure and a pressure in the container and / or with a pressure in the flow channel.
  • the second pressure may be compared to the first measured pressure for correlation.
  • At least two, preferably at least three, temporally successive measured pressures can be averaged.
  • the time derivative dp / dt can then be determined on the basis of the averaged pressures.
  • the derived pressure curve can be smoothed, so that fluctuations and measured value outliers can be counteracted.
  • the control unit can preferably be designed and configured to average the measured values and / or to determine a temporal pressure profile based on the averaged measured values.
  • the temporal pressure curve can also be filtered in terms of its frequency.
  • a band-pass filter in particular a band-pass filter with those with the frequencies 5 Hz and 25 Hz can be used.
  • the amplitude of the filter output signal can be used as a shutdown criterion.
  • the control unit may be configured and configured to control a molten metal delivery on the basis of the output signal of the bandpass filter.
  • the pressure difference between a pressure prevailing in the container and a prevailing ambient pressure can be reduced, in particular as soon as the determined derivative of the pressure curve is negative and is preferably greater in magnitude than the previously defined threshold value.
  • the control unit may be arranged and configured to adjust this pressure difference and in particular to reduce the stopping of molten metal delivery.
  • control unit may be designed and configured to determine from the measured pressure the time pressure curve p (t), to determine the time derivative of the pressure curve dp / dt and to stop the molten metal production if the derivative of the pressure profile dp / dt is negative and preferably if the derivative is larger in size is the previously set threshold.
  • a remainder of the melt typically remains in the container after the described discharge process. It may turn out that this remainder of the melt blocks or even destroys the flow channel after it has cooled and solidified.
  • the blocking of the first end of the flow channel can be particularly problematic in a renewed heating of the solidified melt, since the flow channel, in particular in the form of a riser, during heating of the proposed melt-transfer system can advantageously serve as a chimney. It may therefore be an object of the invention to prevent this problem.
  • the melt transfer system may comprise a tilting device for tilting the container.
  • the container can be tilted with the tilting device such that the remaining melt at the bottom of a container inside flows into a side facing away from the first end of the flow channel.
  • the first end of the flow channel may thus be moved upwardly with respect to a plane on which the melt transfer system is located.
  • the remaining melt may release the first end of the flow channel and solidify in the container.
  • the flow channel in particular in the form of a riser, thus be used as a chimney.
  • melt-transfer system can thus have the task of improving a molten metal transfer.
  • the heating opening can be, for example, at most half the size of the filling opening.
  • the heating opening may preferably have about 1/3 of the size of the filling opening, particularly preferably about 1/6 of the size of the filling opening.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Furnace Charging Or Discharging (AREA)

Abstract

Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Schmelze-Überführungssystem enthaltend einen Behälter zum Aufnehmen einer Metallschmelze, einen Strömungskanal zum Fördern der Metallschmelze aus dem Behälter durch den Strömungskanal, einen Behälterdeckel zum luftdichten Verschließen eines Behälterinnenraums und eine Steuereinheit zum Steuern der Förderung der Metallschmelze aus dem Behälter durch den Strömungskanal, wobei die Steuereinheit eingerichtet und ausgebildet ist, die Metallschmelzeförderung bei einem Abfall des gemessenen Druckes anzuhalten. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein zugehöriges Steuerverfahren.

Description

  • Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Schmelze-Überführungssystem zum Aufnehmen, Transportieren und Fördern einer Metallschmelze. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein entsprechendes Verfahren.
  • Im Stand der Technik sind transportable Systeme bekannt, mit denen eine Metallschmelze aufgenommen und überführt werden kann. Die JP4190786 zeigt beispielsweise einen Transportbehälter, dem geschmolzenes Metall zugeführt werden kann. In dem Behälter kann das geschmolzene Metall transportiert werden und mittels einer eingestellten Druckdifferenz zwischen dem Inneren des Behälters und der Umgebung aus dem Behälter herausgefördert werden.
  • Zum Aufbringen der Druckdifferenz zum Entleeren des Behälters kann beispielsweise Luft in das Innere des Behälters unter Druck eingebracht werden. Dadurch kann die in dem Behälter befindliche Metallschmelze mit einem Druck beaufschlagt werden, sodass die Metallschmelze in einem das Innere des Behälters und die Umgebung verbindenden Strömungskanal, insbesondere einem Steigrohr, aufsteigt und aus dem Behälter gefördert werden kann. Dabei wird der Druck typischerweise stetig erhöht, damit eine Förderung der Metallschmelze durch den Strömungskanal bzw. das Steigrohr nach Außen stattfindet. Zu einem Zeitpunkt, zu dem die in dem Ofen befindliche Metallschmelze bereits größtenteils aus dem Inneren nach außen gefördert wurde, kann sich der nach außen beförderten Metallschmelze beim Entleeren des Behälters Luft beimischen. Durch die beigemischte Luft kann die heiße Metallschmelze stark beschleunigt werden, sodass es an einem Auslass des Warmhalteofens zu einem unkontrollierten Ausspritzen der Metall-Schmelze kommen kann. Derartige heiße Metallschmelze-Spritzer sind insbesondere für Bedienpersonal, aber auch für sensible Geräte, die sich in der Umgebung des transportablen Behälters befinden, gefährlich.
  • In der JP4190786 wird der Füllvorgang und der Entleerungsvorgang des Schmelz-Überführungsgeräts von einer Steuereinheit gesteuert, die Gewichtsdaten des Schmelz-Überführungsgeräts analysiert. Anhand des Gewichts des Schmelz-Überführungsgeräts kann festgestellt werden, wie viel Metallschmelze in dem Behälter des Geräts vorhanden ist. Wenn von der Steuereinheit festgestellt wird, dass die Metallschmelze im Inneren des Schmelz-Überführungsgeräts zur Neige geht, wird ein Entleerungsvorgang des Behälters des Schmelz-Überführungsgeräts beendet.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein alternatives Schmelze-Überführungssystem vorzuschlagen. Vorzugsweise liegt der vorliegenden Erfindung dabei unter anderem die Aufgabe zugrunde, ein Schmelze-Überführungssystem vorzuschlagen, das die Arbeitssicherheit für ein Bedienpersonal erhöht und das die Arbeit für ein Bedienpersonal erleichtert. Ferner kann der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde liegen, ein entsprechendes Verfahren vorzuschlagen, das diese Aufgabe löst.
  • Die obige Aufgabe wird durch ein Verfahren und/oder ein Schmelze-Überführungssystem gemäß des Anspruchs 1 bzw. eines nebengeordneten Anspruches gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
  • Mit dem Schmelze-Überführungssystem kann eine heiße Metallschmelze aufgenommen, transportiert und in einen anderen Behälter oder in einen Ofen überführt werden. Das Schmelze-Überführungssystem umfasst dafür einen transportablen Behälter zum Aufnehmen der Metallschmelze, einen auf dem Behälter angeordneten Behälterdeckel zum luftdichten Verschließen des Behälters und einen Strömungskanal. Der Behälterdeckel weist vorzugsweise eine verschließbare Füllöffnung zum Befüllen des Behälters mit der Metallschmelze und einen korrespondieren Füllöffnungsdeckel auf. Der Behälterdeckel kann alternativ eine Befüllvorrichtung zum Befüllen des Behälters mit Metallschmelze durch ein Füllrohr oder durch den Strömungskanal aufweisen.
  • Der Strömungskanal kann beispielsweise als Strömungsleitung oder als Rohr, vorzugsweise als Steigrohr, ausgebildet sein. Der Strömungskanal kann runde oder eckige Querschnitte aufweisen. Der Strömungskanal weist vorzugsweise ein feuerfestes Material auf, sodass heiße Metallschmelze durch den Strömungskanal fließen kann. Der Strömungskanal hat ein erstes im Behälter angeordnetes Ende und ein zweites außerhalb des Behälters angeordnetes Ende zum Herausbringen der Metallschmelze aus dem Metallschmelze-Behälter. Das Schmelze-Überführungssystem umfasst dafür vorzugsweise eine Pneumatik-Einheit zum Einbringen von Luft in den Behälter. Die Luft wird dabei unter Druck in den Behälter eingebracht. Der Druck kann mindestens 0,1 bar, vorzugsweise mindestens 0,2 bar betragen.
  • Durch eine Druckdifferenz zwischen einem im Behälter vorherrschenden Druck und einem außerhalb dessen vorherrschenden Umgebungsdruck kann Metallschmelze aus dem Behälter durch den Strömungskanal bzw. das Steigrohr gedrückt und aus dem Behälter gefördert werden. Um den Fördervorgang aufrecht zu erhalten, wenn der Behälter entleert wird, wird die Druckdifferenz typischerweise erhöht. Der Fördervorgang kann unterbrochen oder beendet werden, indem die Druckdifferenz gesenkt oder komplett beseitigt wird. Eine Steuerung der Druckbeaufschlagung und eine Einstellung der Druckdifferenz können von einem Bediener manuell einstellbar sein. Vorzugsweise steuert aber eine Steuereinheit das Entleeren des Behälters durch Einstellen der Druckdifferenz zwischen dem ersten und dem zweiten Ende des Strömungskanals. Dabei steuert die Steuereinheit beispielsweise eine pneumatische Einheit, die ausgebildet ist, das Behälterinnere mit einem Luftdruck zu beaufschlagen.
  • Das Schmelze-Überführungssystem kann ferner eine Messeinheit mit zumindest einem Drucksensor zum Messen eines Druckes im Behälter während des Förderns sowie die Steuereinheit zum Steuern der Förderung der Metallschmelze aus dem Behälter durch den Strömungskanal umfassen. Die Steuereinheit kann dabei eingerichtet und ausgebildet sein, die Metallschmelzeförderung bei einem Abfall des gemessenen Druckes anzuhalten. Ferner kann die Steuereinheit eingerichtet sein, aus dem von der Messeinheit gemessenen Druck einen zeitlichen Druckverlauf zu bestimmen.
  • Zum zumindest teilweisen Entleeren des Schmelze-Überführungssystems kann Metallschmelze aus dem Behälter durch den Strömungskanal gefördert werden. Dazu stellt beispielsweise die Steuereinheit die Druckdifferenz zwischen dem ersten und dem zweiten Ende des Strömungskanals ein. Während des Förderns kann in dem Behälter ein Druck bestimmt werden, vorzugsweise mittels der Steuereinheit und einer zumindest einen Drucksensor umfassenden Messeinheit. Dabei kann der Druck beispielsweise direkt im Behälter oder in der oben genannten Pneumatik-Einheit gemessen werden. Vorzugsweise sind die Drucksensoren derart angeordnet, dass sie den Druck eines Behälterinnenraums messen, in dem sich die Metallschmelze befindet. Dabei kommen die Drucksensoren bevorzugt nicht mit der Metallschmelze in Berührung. Der zumindest eine Drucksensor kann an einer Innenseite des Behälterdeckels, oder in einer pneumatischen Einheit angeordnet sein. Aus dem gemessenen Druck kann von der Steuereinheit der Druck im Behälter bestimmt werden.
  • Die Metallschmelzeförderung kann angehalten werden, wenn eine Druckdifferenz zwischen einem zu einem ersten Zeitpunkt bestimmten Druck und einem zu einem zweiten Zeitpunkt bestimmten Druck negativ ist, wobei vorzugsweise die negative Druckdifferenz betragsmäßig größer ist als ein zuvor festgelegter Schwellenwert. Der erste Zeitpunkt ist gegenüber dem zweiten Zeitpunkt früher, der zweite Zeitpunkt ist entsprechend später als der erste Zeitpunkt. Die Druckdifferenz wird dabei ermittelt, indem der Druck zum ersten Zeitpunkt von dem Druck zum zweiten Zeitpunkt subtrahiert wird. Vorzugsweise beträgt der Schwellenwert dabei betragsmäßig zumindest 1 mbar, besonders bevorzugt zumindest 2 mbar, wobei der Schwellenwert abhängig von dem Zeitabstand gewählt werden kann, der zwischen dem ersten und dem zweiten Zeitpunkt liegt.
  • Anhand des bestimmten Drucks kann ein zeitlicher Druckverlauf bestimmt werden. Insbesondere kann die Steuereinheit eingerichtet und ausgebildet sein, diesen zeitlichen Druckverlauf zu bestimmen. Dieser zeitliche Druckverlauf kann, beispielsweise von der dazu ausgebildeten und dazu eingerichteten Steuereinheit, aufgezeichnet und beobachtet werden. Die Steuereinheit steuert dabei typischerweise, dass zum fortlaufenden Entleeren des Behälters dem Behälter fortlaufend Luft zugeführt wird, sodass sich der Druck im Behälter erhöht. Bei einem Abfall des gemessenen Drucks im Behälter kann die Metallschmelzeförderung angehalten werden. Die Steuereinheit kann eingerichtet und ausgebildet sein, einen solchen Druckabfall aufzuzeichnen und zu registrieren und daraufhin die Metallschmelzeförderung anzuhalten. Dafür kann die Steuereinheit die Pneumatik-Einheit derart steuern, dass diese den Behälter nicht weiter mit Druck beaufschlagt und/oder entlüftet, sodass die Druckdifferenz gleich bleibt oder abfällt.
  • Die Steuereinheit ist ausgebildet und eingerichtet, die folgend beschriebenen Steuerprozessschritte durchzuführen und die Metallschmelzeförderung, insbesondere durch Steuern der Pneumatik-Einheit, anzuhalten. Anhand des zeitlichen Druckverlaufs kann von der Steuereinheit eine Druckdifferenz zwischen zumindest zwei aufeinander folgenden Drücken ermittelt werden. Die Metallschmelzeförderung kann insbesondere dann angehalten werden, wenn die Druckdifferenz negativ ist, wenn also der zeitlich später ermittelte Druck geringer ist als der zeitlich früher ermittelte Druck, oder wenn der Mittelwert von zwei oder mehr zeitlich später ermittelten Drück geringer ist als der Mittelwert von zwei oder mehr zeitlich früher ermittelten Drücken.
  • Die Drücke können in definierten zeitlichen Abständen gemessen werden. Vorzugsweise sind die Abstände gleich. Die zeitlichen Abstände zwischen den Druckmessungen können beispielsweise maximal 500 ms, vorzugsweise maximal 100 ms, besonders bevorzugt maximal 50 ms betragen. Die Steuereinheit kann ausgebildet und eingerichtet sein, die Druckmessung in den zeitlichen Abständen durchzuführen und die Druckwerte zu registrieren. Die Steuereinheit kann ausgebildet und eingerichtet sein, die zeitlichen Abstände der Messungen einzustellen.
  • Aus den in definierten zeitlichen Abständen gemessenen Drücken kann die zeitliche Ableitung dp/dt des Druckverlaufs ermittelt werden. Die Metallschmelzeförderung kann insbesondere dann angehalten werden, wenn die Ableitung dp/dt negativ ist. Vorzugsweise kann vor oder während der Metallschmelzeförderung ein Schwellenwert S bestimmt werden, sodass die Metallschmelzeförderung nur angehalten wird, wenn die Ableitung kleiner ist als der Schwellenwert S, wobei der Schwellenwert S kleiner als Null ist. Ein Kriterium zum Anhalten der Metallschmelzeförderung kann also sein, wenn dp/dt < 0 gilt oder wenn zudem dp/dt< S <0 gilt. Der Schwellenwert S kann beispielsweise empirisch ermittelt werden. Ein Schwellenwert hat den Vorteil, dass leichte Druckschwankungen, beispielsweise durch Sogeffekte, Reibungsverluste und/oder Messungenauigkeiten, nicht zwangsläufig zu einer sofortigen Abschaltung der Metallschmelzeförderung führen. Der Schwellenwert sollte einerseits so gewählt werden, dass geringe Druckschwankungen nicht zu einer Abschaltung führen; andererseits soll mit dem Schwellenwert festgestellt werden, dass der Metallschmelzepegel innerhalb des Behälters nahe dem ersten Ende des Strömungskanals ist. Vorzugsweise kann die Metallschmelzeförderung abgeschaltet werden, wenn Luft in das erste Ende des Strömungskanals eindringt und bevor die Luft das zweite Ende des Strömungskanals erreicht. In dem zeitlichen Druckverlauf ist dieser Zeitpunkt, wenn Luft in das erste Ende des Strömungskanals eindringt, durch einen Druckabfall gekennzeichnet. Typischerweise weist der Druckverlauf in eben diesem Zeitpunkt eine zeitliche Ableitung auf, die betragsmäßig größer ist als 1 mbar/s. Ein Schwellenwert kann deshalb vorteilhaft betragsmäßig mindestens 1 mbar/s, vorzugsweise mindestens 5 mbar/s, besonders bevorzugt mindestens 10 mbar/s betragen. Typischerweise auftretende Sogeffekte oder manuelle, kurze Unterbrechungen der Förderung können mit dem Schwellenwert berücksichtigt werden und in eine Schwellenwertermittlung einfließen.
  • Eine Abweichung bzw. Toleranz der Abschaltung beträgt vorzugsweise höchstens 4 % von einem Füllgewicht des Behälters mit Metallschmelze. Besonders bevorzugt beträgt eine Abweichung höchstens 2 % von einem Füllgewicht des Behälters mit Metallschmelze.
  • Zum Erkennen von Messfehlern kann ein zweiter Druck an einem zweiten Ort gemessen werden. Dabei korreliert der zweite gemessene Druck vorzugsweise mit einem Druck im Behälter, mit einem Druck in der pneumatischen Einheit zum Einstellen einer Druckdifferenz zwischen einem Umgebungsdruck und einem Druck im Behälter und/oder mit einem Druck im Strömungskanal. Der zweite Druck kann beispielsweise mit dem ersten gemessenen Druck auf Übereinstimmung bzw. Korrelation verglichen werden.
  • Es können jeweils zumindest zwei, vorzugsweise zumindest drei, zeitlich aufeinanderfolgend gemessene Drücke gemittelt werden. Die zeitliche Ableitung dp/dt kann dann anhand der gemittelten Drücke ermittelt werden. So kann die abgeleitete Druckkurve geglättet werden, sodass Schwankungen und Messwert-Ausreißern entgegenwirkt werden kann. So kann die Funktionssicherheit der Auswertung erhöht werden. Vorzugsweise kann die Steuereinheit eingerichtet und ausgebildet sein, die Messwerte zu mitteln und/oder anhand der gemittelten Messwerte einen zeitlichen Druckverlauf zu bestimmen.
  • Der zeitliche Druckverlauf kann auch hinsichtlich seiner Frequenz gefiltert werden. Dafür kann beispielsweise ein Bandpassfilter, insbesondere ein Bandpassfilter mit den mit den Frequenzen 5 Hz und 25 Hz verwendet werden. Die Amplitude des Filterausgangssignals kann als Abschaltkriterium herangezogen werden. Vorzugsweise kann die Steuereinheit eingerichtet und ausgebildet sein, anhand des Ausgangssignals des Bandpassfilters eine Metallschmelzeförderung zu steuern.
  • Zum Anhalten der Metallschmelzeförderung kann die Druckdifferenz zwischen einem im Behälter vorherrschenden Druck und einem außerhalb dessen vorherrschenden Umgebungsdruck verringert werden, insbesondere sobald die ermittelte Ableitung des Druckverlaufs negativ ist und vorzugsweise betragsmäßig größer ist als der zuvor festgelegte Schwellenwert. Die Steuereinheit kann eingerichtet und ausgebildet sein, diese Druckdifferenz einzustellen und insbesondere zum Anhalten der Metallschmelzeförderung zu verringern.
  • Ferner kann die Steuereinheit ausgebildet und eingerichtet sein, aus dem gemessenen Druck den zeitlichen Druckverlauf p(t) zu bestimmen, die zeitliche Ableitung des Druckverlaufs dp/dt zu ermitteln und die Metallschmelzeförderung anzuhalten, wenn die Ableitung des Druckverlaufs dp/dt negativ ist und vorzugsweise wenn die Ableitung betragsmäßig größer ist als der zuvor festgelegter Schwellenwert.
  • Bei dem vorgeschlagenen Schmelze-Überführungssystem verbleibt nach dem beschriebenen Entleer-Verfahren somit typischerweise ein Rest Schmelze in dem Behälter. Dabei kann es sich ergeben, dass dieser Rest Schmelze nach einem Erkalten und Erstarren den Strömungskanal blockiert oder sogar zerstört. Das Blockieren des ersten Endes des Strömungskanals kann insbesondere bei einem erneuten Aufheizen der erstarrten Schmelze problematisch sein, da der Strömungskanal, insbesondere in Form eines Steigrohres, beim Aufheizen des vorgeschlagenen Schmelze-Überführungssystems vorteilhaft als Kamin dienen kann. Es kann demnach eine Aufgabe der Erfindung sein, dieser Problematik vorzubeugen.
  • Dafür kann das Schmelze-Überführungssystem eine Schrägstellvorrichtung zum Kippen des Behälters umfassen. Der Behälter kann mit der Schrägstellvorrichtung derart gekippt werden, dass die restliche Schmelze am Boden einer Behälterinnenseite in eine dem ersten Ende des Strömungskanals abgewandte Seite fließt. Das erste Ende des Strömungskanals kann damit bezüglich einer Ebene, auf dem das Schmelze-Überführungssystem steht, nach oben bewegt werden. So kann die restliche Schmelze das erste Ende des Strömungskanals freigeben und in dem Behälter erstarren. Bei einem erneuten Aufheizen des Behälterinnenraums, beispielsweise mittels eines Gasbrenners, kann der Strömungskanal, insbesondere in Form eines Steigrohres, somit als Kamin verwendet werden. Dies kann insbesondere gegenüber elektrisch vorwärmenden Lösungen des Standes der Technik vorteilhaft sein, da dabei der Strömungskanal, bzw. das Steigrohr, ebenfalls aufgeheizt wird. Dadurch kann einem Erstarren von Schmelze in dem Strömungskanal, bzw. in dem Steigrohr, entgegengewirkt werden. In dem Strömungskanal, bzw. in dem Steigrohr erstarrte Schmelze kann während eines Förderns von Metallschmelze zu zumindest bereichsweisen Verstopfungen des Strömungskanals, bzw. des Steigrohrs s führen. Das vorgeschlagene Schmelze-Überführungssystem kann somit die Aufgabe haben, eine Metallschmelze-Überführung zu verbessern.
  • Die Schrägstellvorrichtung kann zumindest einen gelenkig mit dem Behälter verbundenen Standfuß und eine behälterseitige Arretiervorrichtung zum Arretieren des Standfußes in einer Funktionsstellung umfassen. Der Standfuß kann unmittelbar oder mittelbar, beispielsweise über zumindest ein mit dem Behälter gekoppeltes Bauteil, mit dem Behälter verbunden sein. Der Standfuß kann aus einer Ruhestellung in Funktionsstellung bringbar sein, wobei der Standfuß in der Funktionsstellung über eine Behälterunterseite hinausragen kann. Das Schmelze-Überführungssystem kann dabei auch mehrere Schrägstellvorrichtungen umfassen. Dabei kann es insbesondere vorteilhaft sein zumindest zwei voneinander beabstandete Schrägstellvorrichtungen zu umfassen, die jeweils zumindest einen Standfuß aufweisen. So kann das Schmelze-Überführungssystem zum Beispiel statisch bestimmt gekippt werden.
  • Die behälterseitige Arretiervorrichtung kann einen Rast-, Klemm- oder Schnappmechanismus oder einen Arretierbolzen umfassen. Selbstverständlich sind auch andere Arretiermechanismen denkbar.
  • In einer Ausführungsform kann der Behälter einen ersten Flansch mit einer ersten flanschseitigen Bohrung aufweisen. Der Standfuß kann eine erste standfußseitige Bohrung aufweisen, die in der Funktionsstellung koaxial zur ersten flanschseitigen Bohrung ausgerichtet ist. So kann beispielsweise der Arretierbolzen zum Arretieren des Standfußes in Funktionsstellung durch die erste flanschseitige und die erste standfußseitige Bohrung gesteckt werden. Der Arretierbolzen kann dementsprechend derart ausgebildet sein, dass ein Bolzendurchmesser mit einem Durchmesser der ersten flanschseitigen und der ersten standfußseitigen Bohrung korrespondiert. Ein Durchmesser des Arretierbolzens kann beispielsweise mindestens 10 mm, vorzugsweise mindestens 15 mm betragen. Der Arretierbolzen, der Standfuß und/oder der Flansch sind/ist vorzugsweise aus Stahl.
  • Der Flansch kann vorzugsweise an den Behälter angeschweißt sein. Der Flansch kann auch anderweitig, beispielsweise durch eine Schraub- oder Steckverbindung, mit dem Behälter verbunden sein.
  • Der Standfuß kann eine zweite standfußseitige Bohrung aufweisen, die in Ruhestellung koaxial zur ersten flanschseitigen Bohrung ausgerichtet ist. Derart kann der Arretierbolzen zum Arretieren des Standfußes in Ruhestellung durch die erste flanschseitige und die zweite standfußseitige Bohrung steckbar sein.
  • Der Standfuß kann von der Ruhestellung in die Funktionsstellung und umgekehrt schwenkbar sein. Ein Schwenken kann den Vorteil haben, dass eine definierte Bewegungsmöglichkeit des Standfußes vorgegeben ist, die für einen Bediener leicht verständlich und einfach auszuführen ist. Ferner kann der Standfuß so schwenkbar mit dem Behälter verbunden sein, dass keine losen Einzelteile verloren gehen können. Natürlich kann der Standfuß auch ausschraubbar, ausklappbar oder - beispielsweise teleskopartig - ausziehbar sein.
  • In einer Ausführungsform kann die Schrägstellvorrichtung einen Befestigungsbolzen aufweisen, der den Standfuß drehbeweglich mit dem Flansch verbindet. Entlang einer Befestigungsbolzenlängsrichtung kann eine Drehachse definiert sein, um die der Standfuß von der Ruhestellung in die Funktionsstellung und umgekehrt schwenkbar ist. Der Befestigungsbolzen kann in der/den flanschseitigen Bohrung/en einfach eingeschoben sein oder ein Lager, beispielsweise ein Kugellager, aufweisen. Der Befestigungsbolzen kann starr mit dem Flansch oder starr mit dem Standfuß verbunden sein oder jeweils drehbeweglich mit dem Standfuß und dem Flansch verbunden sein.
  • Die Schrägstellvorrichtung kann in einer vorteilhaften Ausführung einen zweiten Flansch aufweisen, der vorzugsweise dem ersten Flansch entsprechend ausgebildet ist. Der Standfuß kann dann insbesondere zwischen den beiden Flanschen angeordnet sein. Dies kann eine Stabilität der Schrägstellvorrichtung erhöhen.
  • Das Schmelze-Überführungssystem kann in einer Ausführung einen Tragrahmen mit einer Drehgelenkeinheit umfassen. Über die Drehgelenkeinheit kann der Behälter mit dem Tragrahmen derart drehgelenkig verbunden sein, dass der Behälter um eine Drehachse der Drehgelenkeinheit gegenüber dem Tragrahmen kippbar ist. Dabei kann der Behälter durch den in Funktionsstellung arretierten Standfuß in gekippter Position gestützt sein. Dies kann den Vorteil haben, dass der Behälter weitestgehend unabhängig von einem unebenen Boden, auf dem das Schmelze-Überführungssystem steht, um den gleichen Winkel kippbar ist. Der Behälter kann mittels der Schrägstellvorrichtung um einen Winkel von zumindest 1°, vorzugsweise zumindest 3°, besonders bevorzugt zumindest 5° gegenüber dem Tragrahmen gekippt werden. Der Behälter kann mittels der Schrägstellvorrichtung um einen Winkel von höchstens 30°, vorzugsweise höchstens 10°, besonders bevorzugt höchstens 6° gegenüber dem Tragrahmen gekippt werden. So kann gewährleistet werden, dass der Strömungskanal, insbesondere in Form eines Steigrohrs, nicht von erkaltender Restschmelze im Behälter verstopft und/ oder zerstört werden kann.
  • Der Tragrahmen kann in einer Ausführungsform eine tragrahmenseitige Arretiervorrichtung zum Arretieren des Standfußes in Funktionsstellung umfassen. Wie auch der behälterseitige Arretiermechanismus kann dieser Arretiermechanismus beispielsweise als Rast-, Klemm- oder Schnappmechanismus ausgebildet sein oder beispielsweise einen weiteren Arretierbolzen umfassen. Sowohl für die behälterseitige als auch für die untere, tragrahmenseitige Arretiervorrichtung kann auch eine Kombination von verschiedenen Arretiermechanismen verwendet werden. Durch den tragrahmenseitigen Arretiermechanismus kann der Behälter in gekippter Position transportiert werden. Ferner kann ein sichererer Stand und ein sichererer Transport in Funktionsstellung gewährleistet werden.
  • Der Standfuß kann eine dritte Bohrung aufweisen, die ausgebildet sein kann, in Funktionsstellung einen zweiten Arretierbolzen aufzunehmen. Die untere Arretiervorrichtung kann zumindest eine tragrahmenseitige Bohrung aufweisen, die mit der dritten standfußseitigen Bohrung in Funktionsstellung koaxial angeordnet sein kann. So kann der zweite Arretierbolzen zum Befestigen des Standfußes an dem unteren Tragrahmen in die dritte standfußseitige Bohrung sowie die tragrahmenseitige Bohrung der unteren Arretiervorrichtung einschiebbar sein.
  • In einer Ausführungsform kann der Tragrahmen zumindest ein Paar, vorzugsweise kastenförmige, Staplerschuhe zum Aufnehmen von Gabelstaplerzinken aufweisen. So kann das Schmelze-Überführungssystem auf einfache Art und Weise transportiert werden. Ferner kann das Schmelze-Überführungssystem auf einfache Weise angehoben werden. In angehobener Position kann die Schrägstellvorrichtung auf einfache Art von einer Ruhestellung in eine Funktionsstellung verbracht werden. Insbesondere kann das Schmelze-Überführungssystem derart auf einfache Art und von einem alleinigen Bediener in eine gekippte Stellung gebracht werden. Vorzugsweise können die Staplerschuhe kastenförmig sein, insbesondere können zumindest zwei Kästen vorgesehen sein. Es kann auch ein Kasten mit Schienen oder einer rippenartigen Trennung vorgesehen sein, um die Staplerzinken beim Einführen in die Staplerschuhe zu führen. Besonders vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass die Staplerschuhe derart ausgebildet sind, dass ein Gabelstapler das Schmelze-Überführungssystem von vier Seiten aus anfahren und aufnehmen kann.
  • Das Schmelze-Überführungssystem kann ferner eine Ausrichtvorrichtung zum Einstellen einer Behälterneigung und/oder Tragrahmenneigung aufweisen. Vorzugsweise kann diese Ausrichtvorrichtung zusätzlich zu einer Schrägstellvorrichtung vorgesehen sein. Die Ausrichtvorrichtung kann beispielsweise zumindest drei Gewindestangen umfassen, die jeweils Füße umfassen können, die in einer Höhe, vorzugsweise unabhängig voneinander, verstellbar sein können. So kann das Schmelze-Überführungssystem auf einem unebenen Boden ausgerichtet werden, sodass das Schmelze-Überführungssystem beispielsweise bei einem Betrieb gegenüber dem Behälterinnenseitenboden einen gleichmäßigen Schmelzspiegel aufweisen kann.
  • Der Behälter des Schmelze-Überführungssystems kann wie folgt gekippt bzw. schräggestellt werden. Zunächst kann das Schmelze-Überführungssystem soweit angehoben werden, dass der Standfuß in eine Funktionsstellung gebracht werden kann. Dabei kann das Schmelze-Überführungssystem zumindest 5 cm, vorzugsweise zumindest 10 cm angehoben werden. Ferner kann ein Anheben von höchstens 30 cm vorteilhaft sein. Um eine Bedienbarkeit für einen Benutzer zu erleichtern, kann die Vorrichtung jedoch auch deutlich höher angehoben werden, sodass sich der Benutzer zum Verbringen des Standfußes in die Funktionsstellung beispielsweise nicht zu bücken braucht. Derart kann eine ergonomische Arbeitsweise verbessert werden. Daraufhin kann der Standfuß aus einer Ruhestellung in eine Funktionsstellung derart gebracht werden, dass der Standfuß über eine Unterseite des Behälters hinausragt. Der Standfuß kann in der Funktionsstellung arretiert werden. Nachfolgend kann das Schmelze-Überführungssystem abgesenkt werden. Vorzugsweise kann das Anheben und Absenken des Schmelze-Überführungssystems mit einem Gabelstapler durchgeführt werden. Vorzugsweise wird vor einem Absenken der Standfuß gegenüber dem Tragrahmen mittels der tragrahmenseitigen Arretiervorrichtung arretiert.
  • In bekannten Systemen zum Vorheizen von Transportbehältern muss der gesamte Behälterdeckel zum Vorheizen vom Behälter entfernt werden. Beispielsweise kann anschließend ein relativ schwerer, dem Behälterdeckel in seiner Größe entsprechender Deckel mit integriertem Brenner aufgelegt werden. Bei anderen bekannten Systemen erfolgt das Vorheizen mit elektrischen Heizstäben. Beides ist mit einem hohen Arbeitsaufwand verbunden.
  • Das hier vorgeschlagene System hat die Aufgabe, den Transportbehälter mit dem Behälterdeckel und mit dem vorzugsweise kompletten Strömungskanal bzw. Steigrohr vorzuwärmen, wobei der Arbeitsaufwand zum Einrichten der Heizung vergleichsweise gering ist. Dazu kann der Behälterdeckel des Schmelze-Überführungssystems eine Heizöffnung mit einem die Heizöffnung umgebenden Anschlussflansch zum Anflanschen einer Vorheizvorrichtung und zum Anflanschen eines Heizöffnungsdeckels und einen Heizöffnungsdeckel zum luftdichten Verschließen der Heizöffnung umfassen. Zur Vorheizen von Transportbehälter und Strömungskanal bzw. Steigrohr werden heiße Gase durch die Heizöffnung in den Behälter eingebracht, wobei die heißen Gase beispielsweise durch einen Gasbrenner erzeugt werden. Die heißen Gase werden durch den Strömungskanal bzw. das Steigrohr in die Umgebung abgeführt und heizen somit auch den Strömungskanal bzw. das Steigrohr vor. Der Heizöffnungsdeckel kann dabei lösbar an dem Behälterdeckel befestigt sein, beispielsweise mittels Schrauben oder Klemmen und kann die Heizöffnung luftdicht abdichten. Eine derartige Heizöffnung hat den Vorteil, dass eine Vorheizvorrichtung auf einfache Weise an dem Behälter montiert werden kann und dann eine im Behälter erstarrte Schmelze erhitzen und/oder einen Behälterinnenraum vorheizen kann.
  • Zudem kann es derart zum Vorheizen ausreichend sein, den vergleichsweise kleinen und gegenüber dem Behälterdeckel gewichtsmäßig leichten Heizöffnungsdeckel zu entfernen, um den Behälterinnenraum zu heizen. Ein Demontieren des großen Behälterdeckels kann somit vermieden werden.
  • Die Heizöffnung kann rund, rechteckig oder mehreckig sein. Ihr lichter Durchmesser bzw. hydraulischer Durchmesser (4* Querschnittfläche geteilt durch den Umfang) kann mindestens 4 cm, vorzugsweise mind. 6 cm betragen, besonders bevorzugt ca. 9 cm. Er kann maximal die Hälfte des lichten Durchmessers der Behälteröffnung betragen, vorzugsweise maximal 20 cm.
  • Die Heizöffnung kann beispielsweise maximal halb so groß wie die Befüllöffnung sein. Die Heizöffnung kann vorzugsweise etwa 1/3 der Größe der Füllöffnung, besonders bevorzugt etwa 1/6 der Größe der Füllöffnung aufweisen.
  • Die folgenden Zahlenwertangaben sind rein beispielhaft und nicht einschränkend zu verstehen und bilden lediglich mögliche Ausführungsformen des Schmelze-Überführungssystems ab. Die Füllöffnung kann einen Durchmesser von mindestens 20 cm, vorzugsweise mindestens 30 cm und/oder einen Durchmesser von maximal 100 cm, vorzugsweise maximal 80 cm aufweisen. Der Behälterdeckel kann einen Durchmesser von mindestens 50 cm, vorzugsweise mindestens 70 cm und/oder einen Durchmesser von maximal 250 cm, vorzugsweise maximal 175 cm aufweisen.
  • Der Behälterdeckel, der Füllöffnungsdeckels und/oder der Heizöffnungsdeckel können insbesondere Stahl aufweisen. Ferner können der Behälterdeckel, der Füllöffnungsdeckels und/oder der Heizöffnungsdeckel auch wärmeisolierende Schichten aus Feuerfestmaterialien wie beispielsweise Fasermatten und/oder Feuerfestbeton umfassen. Der Behälterdeckel, der Füllöffnungsdeckels und/oder der Heizöffnungsdeckel können die gleichen oder unterschiedliche Materialien aufweisen. Der Heizöffnungsdeckel kann zum Verschließen der Heizöffnung beispielsweise einen Blindflansch aufweisen. Der Heizöffnungsdeckel kann mittels Klammern und/oder Schrauben an dem Behälterdeckel befestigt sein. Dies hat den Vorteil, dass der Heizöffnungsdeckel auf einfache Weise an den Behälterdeckel montiert und abmontiert werden kann.
  • In einer Ausführungsform kann der Anschlussflansch an einer Deckeloberseite derart auskragen, dass eine Flanschebene zur Deckeloberseite beabstandet ist. Ein auskragender Flansch kann insbesondere eine Montage des Brenners an dem Flansch erleichtern. Ferner kann der Flanschaufbau besser isoliert werden.
  • Die Flanschebene kann mit der Deckeloberseite einen Winkel bilden (angewinkelte Anflanschebene). Der Winkel kann so gebildet sein, dass die gedachte Verlängerung der Achse des angeflanschten Brenners auf die Oberfläche des erstarrten Restmetalls im Behälter auftrifft. Sie kann auch so gebildet sein, dass sie den Boden des Behälters etwa in seinem Mittelpunkt trifft. Sie kann auch so gebildet sein, dass sie auf etwa der halben Höhe des Behälters den maximalen Abstand zu den Behälterwänden aufweist (d.h. Ausrichtung auf den Mittelpunkt des Behälter-Innenraums).
  • Die Flanschebene kann mit der Deckeloberseite einen Winkel von mindestens 10 °, vorzugsweise mindestens 20°, besonders bevorzugt mindestens 30° und/oder von höchstens 90°, vorzugsweise höchstens 80 °, besonders bevorzugt höchstens 70° einschließen. In einer Ausführung kann die Flanschebene mit der Deckeloberseite auch einen Winkel von mindestens 40° oder von mindestens 50° einschließen. Eine angewinkelte Anflanschebene kann den Vorteil haben, dass ein an den Anschlussflansch angeflanschter Brenner in Richtung einer Behälterinnenraummitte oder in Richtung einer Behälterseite, beispielsweise in einen Bereich, in dem erkaltete Restschmelze angeordnet ist, ausgerichtet werden kann.
  • In einer Ausführungsform kann der Heizöffnungsdeckel zur besseren Handhabbarkeit einen Griff aufweisen. Dieser Griff kann beispielsweise wärmeisoliert sein, sodass der Deckel auch nach einem Erhitzen des Behälterinnenraums von einem Bediener bedient werden kann.
  • In einer Ausführungsform kann der Anschlussflansch derart ausgebildet sein, dass ein korrespondierender Flansch einer Vorheizvorrichtung, insbesondere eines Gasbrenners oder eines elektronischen Heizstabs, zum Vorheizen des Behälterinnenraums an den Flansch mittels Klemmen oder Schrauben anflanschbar ist. Dies hat den Vorteil, dass die Vorheizvorrichtung auf einfache Weise an den Behälterdeckel montiert und abmontiert werden kann.
  • Das Schmelze-Überführungssystem kann einen Brennerdeckel aufweisen, der eine Vorheizvorrichtung, vorzugsweise einen Gasbrenner und einen Montageflansch umfasst, der mit dem Anschlussflansch der Heizöffnung korrespondiert.
  • Vorteilhafte Ausführungsbeispiele sind in den Figuren gezeigt. Lediglich in den Ausführungsbeispielen offenbarte Merkmale der verschiedenen Ausführungsformen können miteinander kombiniert und einzeln beansprucht werden.
  • Vorteilhafte Ausführungsbeispiele sind in den Figuren gezeigt. Lediglich in den Ausführungsbeispielen offenbarte Merkmale der verschiedenen Ausführungsformen können miteinander kombiniert und einzeln beansprucht werden.
  • Es zeigen
    • Fig. 1 (a) bis (d)
    vier perspektivische Ansichten eines Schmelze-Überführungssystems,
    Fig. 2
    eine schematische Schnittansicht des Schmelze-Überführungssystems der Figur 1,
    Fig. 3
    eine schematische Schnittansicht des fast entleerten Behälters mit einem im Behälter befindlichen Rest Metallschmelze,
    Fig. 4 (a) und (b)
    ein Luft-Metallschmelze-Gemisch im Steigrohr,
    Fig. 5
    einen Druckverlauf im Behälter während der Metallschmelze-Förderung,
    Fig. 6
    einen weiteren Druckverlauf im Behälter während der Metallschmelze-Förderung sowie eine zeitliche Ableitung des Druckverlaufs,
    Fig. 7
    den Druckverlauf der Figur 5, wobei die zeitliche Ableitung mit gemittelten Drücken geglättet wurde,
    Fig. 8
    den Druckverlauf der Figur 5, wobei zusätzlich die Zeit berücksichtigt wurde,
    Fig. 9
    eine schematische Schnittdarstellung des Schmelze-Überführungssystems ,
    Fig. 10 (a) und (b)
    die Schrägstellvorrichtung in zwei perspektivischen Ansichten,
    Fig. 11
    einen Ausschnitt des Behälters mit einem Tragrahmen in perspektivischer Ansicht,
    Fig. 12
    den Tragrahmen in einer weiteren perspektivischen Ansicht,
    Fig. 13
    den Behälter mit Teilen der behälterseitigen Schrägstellvorrichtung in einer Seitenansicht,
    Fig. 14 (a) bis (f)
    eine schematische Darstellung der Verfahrensschritte zum Schrägstellen des Behälters mit Hilfe eines Gabelstaplers
    Fig. 15
    die Brennereinheit in einer perspektivischen Ansicht.
  • Figur 1 zeigt ein Schmelze-Überführungssystem 1 mit einem Behälter 2 zum Aufnehmen einer Metallschmelze, einem Behälterdeckel 3 zum luftdichten Abdichten des Behälters 2, einer Füllöffnung 4 und einem Füllöffnungsdeckel 5. Die Figuren 1 (a) und 1 (b) zeigen das Schmelze-Überführungssystem 1 aus zwei unterschiedlichen perspektivischen Ansichten. Figur 1 (c) zeigt die gleiche Ansicht wie Fig. 1 (b), wobei der Füllöffnungsdeckel 5 geöffnet dargestellt ist. Der Behälter 2 kann durch die Füllöffnung 4 mit heißer Metallschmelze befüllt werden. Nach einem Befüllvorgang kann die Füllöffnung 4 von dem Füllöffnungsdeckel 5 luftdicht verschlossen werden. Über eine Pneumatikeinheit 6 kann ein Behälterinnenraum 7 des Behälters 2 mit einem Druck beaufschlagt werden. Dafür wird Luft aus der Pneumatikeinheit 6 unter einem Druck von beispielsweise 0,4 bar durch eine Pneumatikleitung 6.1 in den Behälterinnenraum 7 geleitet. Das Schmelze-Überführungssystem 1 umfasst ferner einen Strömungskanal in Form eines Steigrohres 8. Bei einer Druckbeaufschlagung des Behälterinnenraums 7 durch die Pneumatikeinheit 6 kommt es zu einer Druckdifferenz zwischen einem ersten Ende 8.1 des Steigrohrs 8, das in dem Behälter 2 angeordnet ist und einem zweiten Ende 8.2 des Steigrohrs 8, das außerhalb des Behälters 2 angeordnet ist. Durch diese Druckdifferenz wird die in dem Behälter 2 befindliche Schmelze vom ersten Ende 8.1 zum zweiten Ende 8.2 befördert und der Behälter 2 kann entleert werden. An dem Behälterdeckel 3 ist ferner ein Thermoelement 9 zum Überwachen der Temperatur der Metallschmelze angeordnet, das in den Behälterinnenraum ragt. Der Behälterdeckel 3 weist zudem eine Heizöffnung 10 mit einem darauf angeordneten Heizöffnungsdeckel 10.1 auf. Das Schmelze-Überführungssystem 1 umfasst zudem Staplerschuhe 11, in die Gabelstaplerzinken eingreifen können. Die Staplerschuhe 11 sind kastenförmig ausgebildet und derart ausgebildet, dass sie von 4 Seiten anfahrbar sind. Das Schmelze-Überführungssystem weist ferner eine Schrägstellvorrichtung 12 auf, umfassend einen Standfuß 12.2 und einen Tragrahmen 12.1 mit einer Drehgelenkeinheit 12.1.1.
  • Figur 2 zeigt ein Schmelze-Überführungssystem 1 der Figur 1 in einer Schnittansicht entlang einer xy-Ebene. Wiederkehrende Merkmale sind in dieser und den folgenden Figuren mit identischen Bezugszeichen versehen. Der Behälter 2 weist eine Innenauskleidung mit Feuerfestmasse 13 auf. Von außen nach innen betrachtet weist der Behälter 2 dann eine Isolationsschicht 14 auf. Die Außenverkleidung 15 des Behälters 2 ist aus Stahl. In Figur 2 ist anstelle des Heizöffnungsdeckels 10.1 eine Brennereinheit 10.2 auf einem Anschlussflansch 10.3 montiert. Vorzugsweise ist die Brennereinheit 10.2 durch Klemmen an dem Behälterdeckel 3 fixiert. Der Anschlussflansch 10.3 kragt aus dem Behälterdeckel 3 aus und ist gegenüber der xz-Ebene geneigt. Das Schmelze-Überführungssystem 1 umfasst ferner eine Steuereinheit 16, die mit dem Schmelze-Überführungssystem 1, insbesondere mit der Pneumatikeinheit 6 kommunizieren kann.
  • In Figur 3 ist eine schematische Schnittansicht eines fast entleerten Behälters mit einem im Behälter befindlichen Rest von Metallschmelze 17 gezeigt. Die Metallschmelze kann beispielsweise Aluminium sein. Der Behälter ist ferner mit Luft 18 gefüllt. Durch einen Spalt 19 zwischen dem ersten Ende 8.1 des Steigrohrs und dem Metallschmelzespiegel 17 mit einer Spalthöhe 19.1 kann Luft 18 in das Steigrohr 8 eindringen. Dieses Luft-Schmelze-Gemisch im Steigrohr 8 ist in der Figur 4 (b) gezeigt. Während eines Schmelzeüberführvorgangs zu einem Zeitpunkt zu dem das erste Ende 8.1 des Steigrohrs 8 vollständig in Metallschmelze 17 eingetaucht ist, befindet sich nur Metallschmelze 17 im Steigrohr 8, wie Figur 4 (a) zeigt. Dringt Luft 18 durch den Spalt 19.1 in das Steigrohr ein, so beschleunigt die Luft 18 die Metallschmelze 17 im Steigrohr 8 in Figur 4 (b) derart, dass es zu gefährlichen Metall-Spritzern am zweiten Ende 8.2 des Steigrohrs kommt.
  • In den Figuren 5 bis 8 sind exemplarische Druckverläufe 20 über die Zeit während einer Metallschmelzeförderung dargestellt. Anhand derartiger Druckverläufe 20 kann die Steuereinheit 16 ein Anhalten der Metallschmelze-Förderung, also ein Anhalten des Entleerungsvorganges des Behälters 2, veranlassen und damit die oben beschriebenen Metall-Spritzer vermeiden. Zu Beginn einer Entleerung des Behälters bewirkt die Pneumatikeinheit 6 einen Druckanstieg im Behälter. Dabei misst eine Messeinheit, also zumindest ein Drucksensor, den Druck im Behälter 2. Dafür kann der Drucksensor beispielsweise an einer Behälterdeckelunterseite 3.1 (vgl. Fig. 2) montiert sein. Die Steuereinheit 16 ermittelt aus den gemessenen Drücken den Druckverlauf 20 p(t).
  • Die Figur 5 zeigt einen Druckverlauf während dem Überführen der Metallschmelze durch das Steigrohr 8 vom ersten Ende 8.1 zum zweiten Ende 8.2.
  • Am Ende des Bereiches I, im Übergang zum Bereich II, beginnt die Überführung und Metall fließt aus dem zweiten Ende 8.2 des Steigrohres 8. Der Bereich II entspricht dabei einem Sogeffekt. In den Bereichen III und V ist ein normaler Druckanstieg beim Fördern gezeigt. Der Bereich IV stellt einen Druckabfall durch eine kurzzeitige Überführungsunterbrechung von einem Bediener dar. Am Beginn des Bereiches VI ist der Entleerungspunkt erreicht, was zu einem starken Druckabfall und einer negativen Druckdifferenz führt: Δ p = p i − p i − 1 ≤ 0.
    Figure imgb0001
  • In den Bereichen II, IV sowie VI entstehen durch die kurzzeitigen oder längeren andauernde Druckabfälle negative Ableitungen dp/dt des Druckverlaufs p(t). In Figur 6 ist zusätzlich zum Druckverlauf 20 die zeitliche Ableitung 21 des Druckverlaufs 20 dargestellt. Diese wird von der Steuereinheit bestimmt und ist im Bereich VI kleiner Null.
  • Für eine funktionssichere Auswertung der Druckwerte kann eine Glättung der zeitlichen Ableitungskurve 21 vorteilhaft sein, damit falsche Auswertergebnisse durch Druckschwankungen möglichst vermieden werden können. Wenn ein einfacher Vergleich von pi und p i-1 durchgeführt wird, oszilliert der Verlauf der zeitlichen Ableitung. Für eine Glättung des Druckgradienten ist es vorteilhaft, eine Mittelung aus den letzten drei oder mehr Druckmesswerten zu bilden, sodass die vom Drucksensor gemessenen Messwerte gefiltert werden. Die Steuereinheit 16 ist eingerichtet und ausgebildet, diese Mittelung durchzuführen. In Figur 7 ist die zeitliche Ableitung dp/dt gefiltert gezeigt und mit der Bezugsnummer 21f versehen. Dabei kann die Steuereinheit ausgebildet sein, die gefilterte Ableitung wie folgt zu bestimmen:
    • Umso mehr Werte zur Filterung herangezogen werden, umso glatter wird der Verlauf der zeitlichen Ableitung. Ein glatterer Verlauf hat jedoch auch zur Folge, dass Reaktionszeit länger wird. Dabei ist die Reaktionszeit diejenige Zeit, die die Steuereinheit benötigt, um den Druckabfall zu erkennen.
  • Die Steuereinheit kann ausgebildet sein, die gefilterte Ableitung wie folgt zu bestimmen: dp dt = p t − p t − 1 Δ t
    Figure imgb0002
     Δ t = t p t − t p t − 1
    Figure imgb0003
     mit p t − 1 = 1 2 ∑ i = 0 1 p i = p 0 + p 1 2
    Figure imgb0004
     p t = 1 2 ∑ i = 1 2 p i = p 1 + p 2 2
    Figure imgb0005
     Δ p t = p t − 1 − p t
    Figure imgb0006
  • Dieser Verlauf ist in Figur 8 dargestellt. Die Steuereinheit ist ausgebildet und eingerichtet die zeitliche Ableitung des Druckverlaufs 20 zu ermitteln und ein Fördern von Metallschmelze durch das Steigrohr 8 abzuschalten, sobald die Ableitung kleiner Null ist. Insbesondere kann die Steuereinheit eingerichtet sein, das Fördern von Metallschmelze durch das Steigrohr 8 erst abzuschalten, wenn die Ableitung kleiner Null ist und die Ableitung betragsmäßig größer ist als ein Schwellenwert. Dieser Schwellenwert kann beispielsweise 12 mbar/s betragen.
  • Nach einem Abschalten der Förderung von Metallschmelze 17 verbleibt typischerweise ein Rest Metallschmelze 17 in dem Behälter 2. Damit diese nach einem Erkalten nicht das erste Ende 8.1 des Steigrohrs 8 verstopft, ist das Schmelze-Überführungssystem 1 vorteilhafterweise mit einer Schrägstellvorrichtung 12 ausgestattet. In Figur 9 ist eine schematische Schnittdarstellung des Schmelze-Überführungssystems 1 gezeigt, das mittels der Schrägstellvorrichtung derart schräg gestellt ist, dass die Metallschmelze 17 in einen dem Steigrohr 8 gegenüberliegenden Bereich geflossen ist und damit das erste Ende 8.1 des Steigrohrs freigibt.
  • In Figur 10 ist die Schrägstellvorrichtung 12 (zumindest teilweise) gezeigt. Die Schrägstellvorrichtung 12 umfasst einen Standfuß 12.2 der an zwei behälterseitigen Flanschen 12.3 schwenkbar angelenkt ist. Der Standfuß 12.2 kann so von einer Funktionsstellung in eine Ruhestelllung geschwenkt werden. In der Figur 10 ist der Standfuß in einer Ruhestellung gezeigt. Die behälterseitigen Flansche 12.3 weisen jeweils eine erste Bohrung 12.3.1 auf, die in der Funktionsstellung koaxial zu einer ersten standfußseitigen Bohrung 12.2.1 positioniert sind. In Fig. 10 (b) ist ferner ein Arretierbolzen 12.4 gezeigt, der den Standfuß 12.2 in Ruhestellung arretiert. Die behälterseitigen Flansche 12.3 können jeweils eine zweite Bohrung 12.3.2 aufweisen, durch die der Arretierbolzen 12.2 zum Arretieren des Standfußes in Ruhestellung geschoben ist. Wie in der Figur 10 (b) ersichtlich ist, kann der behälterseitige Flansch mehrere Flanschbereiche, bspw. in Form von einzelnen Flanschen, umfassen. Der Begriff "behälterseitige Flansch" wird dabei als Oberbegriff für einen oder mehrere Flansche, die mit dem Behälter verbunden sind, verwendet. Der Standfuß 12.2 weist ferner eine dritte standfußseitige Bohrung 12.2.3 auf zum Arretieren des Standfußes an einem Tragrahmen mittels eines weiteren Arretierbolzens.
  • In Figur 11 ist der Behälter 2 mit einem Tragrahmen 12.1 gezeigt. Der Tragrahmen 12.1 umfasst eine Drehgelenkeinheit 12.1.1, über die der Behälter 2 mit dem Tragrahmen 12.1 derart drehgelenkig verbunden ist, dass der Behälter 2 um eine Drehachse A der Drehgelenkeinheit 12.1.1 gegenüber dem Tragrahmen 12.1 kippbar ist, wobei der Behälter 2 durch den in Funktionsstellung arretierten Standfuß 12.2 in gekippter Position gestützt werden kann.
  • In Figur 12 ist der Tragrahmen in einer perspektivischen Ansicht gezeigt. Der Tragrahmen umfasst neben der Drehgelenkeinheit 12.1.1 eine untere Arretiervorrichtung 12.1.2, die zwei Flansche mit je einer Bohrung 12.1.2.1 aufweist. Die Bohrungen sind koaxial ausgerichtet, sodass der Standfuß 12.2 durch den Arretierbolzen in Funktionsstellung an dem Tragrahmen 12.1 befestigt werden kann. Dafür kann ein weiterer Arretierbolzen 12.4 durch die dritte standfußseitige Bohrung 12.2.3 und die beiden Bohrungen 12.1.2.1 der unteren Arretiervorrichtung geschoben werden. Figur 13 zeigt die korrespondierenden Elemente der Drehgelenkeinheit 12.1.1, die an dem Behälter befestigt, vorzugsweise angeschweißt, sind. Die behälterseitige Drehgelenkeinheit 12.1.1 ist an einer Außenseite an dem Behälter 2 gegenüber der Standfußanbringung in Form der behälterseitigen Flansche 12.3 angeordnet. Der Tragrahmen weist zwei gekreuzt angeordnete kastenförmige Staplerschuhe 11 zum Aufnehmen von Gabelstaplerzinken auf. Ferner weist der Tragrahmen eine Ausrichtvorrichtung zum Einstellen einer Tragrahmenneigung gegenüber einer Bodenfläche, auf der der Tragrahmen angeordnet ist, auf. Diese ist in der Figur jedoch nicht dargestellt.
  • In Figur 14 (a) ist das Schmelze-Überführungssystem 1 der obigen Figuren schematisch auf einem Gabelstapler dargestellt. Dabei sind die Zinken des Gabelstaplers sind in den Staplerschuhen 11 positioniert. Zum Schrägstellen des Behälters 2 wird das Schmelze-Überführungssystem 1 mit dem Gabelstapler beispielsweise 200 mm vom Boden angehoben. Der Standfuß 12.2 wird von einem Bediener 23 von einer Ruhestellung in eine Funktionsstellung entlang des Pfeils 24 geschwenkt (vgl. Fig. 14 (b)). Der Standfuß 12.2 wird in der Funktionsstellung mittels des Arretierbolzens 12.4 arretiert (vgl. Fig. 14 (c)).
  • Fig. 14 (d) zeigt die schematische Darstellung des Gabelstaplers 22 mit dem Schmelze-Überführungssystem 1 mit ausgeklapptem Standfuß 12.2 in Funktionsstellung. In Figur 14 (e) ist das Überführungssystem 1 der Figur 14 (d) abgesenkt, sodass der Behälter 2 mit ausgeklapptem Standfuß 12.2, wobei das Schmelze-Überführungssystem 1 abgesenkt ist, sodass der Behälter gegenüber einer Bodenfläche 25 um 5 ° geneigt ist. Nach dem Absenken des Schmelze-Überführungssystems 1 kann der Standfuß 12.2 mittels der unteren Arretiervorrichtung 12.1.2 an dem Tragrahmen 12.1 mit einem weiteren Arretierbolzen 12.4 wie oben beschrieben arretiert werden (vgl. Fig. 14 (f)).
  • In Figur 1 (d) ist das Schmelze-Überführungssystem 1 in einer perspektivischen Ansicht gezeigt. Das Schmelze-Überführungssystem 1 entspricht dem der obigen Figuren. Die Brennereinheit 10.2 ist mittels Klemmen an einem Anschlussflansch 10.3 befestigt, sodass der Brenner 10.2.2 in den Behälterinnenraum 7 ragt. Der Brenner ist vorzugsweise ein Gasbrenner, mit dem der Behälterinnenraum vorgeheizt werden kann. Der Anschlussflansch 10.3 kragt aus einer Oberseite des Behälterdeckels 3 nach oben aus und ist so angeordnet, dass der Brenner 10.2.2 nicht unmittelbar das Steigrohr 8 anfeuert. Das Steigrohr 8 wird beim Vorheizen als Kamin verwendet und wird somit vorteilhaft erwärmt.
  • In Figur 1 (a) ist das Schmelze-Überführungssystem 1 in einer perspektivischen Ansicht gezeigt. Das Schmelze-Überführungssystem 1 entspricht dem der obigen Figuren. In Figur 1 (a) ist die Heizöffnung luftdicht durch den Heizöffnungsdeckel 10.1 verschlossen. Dafür ist der Heizöffnungsdeckel mittels Klemmen an dem Anschlussflansch 10.3 befestigt. Die Heizöffnung hat einen Durchmesser von 9 cm und ist rund ausgebildet. Die Füllöffnung hat einen Durchmesser von 60 cm und der Behälterdeckel hat einen Durchmesser von 110 cm. Der Behälterdeckel und der Füllöffnungsdeckel sind aus Stahl gefertigt und mit feuerfester Masse zugestellt.
  • Die Figur 15 zeigt die Brennereinheit 10.2 in einer perspektivischen Ansicht. Die Brennereinheit 10.2 weist einen Stecker zum Versorgen des Brenners mit Strom auf. Ferner weist die Brennereinheit 10.2 einen Gasanschlussstutzen 10.5 zum Anschließen von Gas und einen Luftanschlussstutzen 10.6 zum Anschließen einer Luftversorgung auf. Ein Brennerrohr 10.7 ist durch einen Brenneranschlussflansch 10.2.1 räumlich von den Anschlüssen 10.4, 10.5 und 10.6 getrennt angeordnet, sodass das Brennerrohr 10.7 in den Behälter 2 hineinragt, wenn die Brennereinheit 10.2 an dem Anschlussflansch 10.3 montiert ist, während die Anschlüsse für einen Bediener gut erreichbar außerhalb des Behälterinnenraums 7 an einer Behälterdeckeloberseite 3.2 angeordnet sind.
  • Die Anmeldung enthält, unter anderem, folgende Aspekte:
    1. 1. Schmelze-Überführungssystem enthaltend einen Behälter zum Aufnehmen einer Metallschmelze, ein Strömungskanal zum Fördern der Metallschmelze aus einem Behälter durch den Strömungskanal und einen Behälterdeckel zum luftdichten Verschließen des Behälters und eine Schrägstellvorrichtung zum Kippen des Behälters
      dadurch gekennzeichnet, dass
      die Schrägstellvorrichtung zumindest einen gelenkig mit dem Behälter verbundenen Standfuß und eine behälterseitige Arretiervorrichtung zum Arretieren des Standfußes in einer Funktionsstellung umfasst, wobei der Standfuß aus einer Ruhestellung in Funktionsstellung bringbar ist und in der Funktionsstellung über eine Behälterunterseite hinausragt.
    2. 2. Schmelze-Überführungssystem gemäß Aspekt 1, dadurch gekennzeichnet, dass die behälterseitige Arretiervorrichtung einen Rast-, Klemm- oder Schnappmechanismus umfasst oder einen Arretierbolzen umfasst.
    3. 3. Schmelze-Überführungssystem gemäß Aspekt 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter einen ersten Flansch mit einer ersten flanschseitigen Bohrung aufweist und der Standfuß eine erste standfußseitige Bohrung aufweist, die in der Funktionsstellung koaxial zur ersten flanschseitigen Bohrung ausgerichtet ist und der Arretierbolzen zum Arretieren des Standfußes in Funktionsstellung durch die erste flanschseitige und die erste standfußseitige Bohrung steckbar ist.
    4. 4. Schmelze-Überführungssystem gemäß Aspekt 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Standfuß eine zweite standfußseitige Bohrung aufweist, die in Ruhestellung koaxial zur ersten flanschseitigen Bohrung ausgerichtet ist, sodass der Arretierbolzen zum Arretieren des Standfußes in Ruhestellung durch die erste flanschseitige und die zweite standfußseitige Bohrung steckbar ist.
    5. 5. Schmelze-Überführungssystem gemäß einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass der Standfuß von der Ruhestellung in die Funktionsstellung schwenkbar ist.
    6. 6. Schmelze-Überführungssystem gemäß Aspekt 5, gekennzeichnet durch einen Befestigungsbolzen, der den Standfuß drehbeweglich mit dem Flansch verbindet und entlang dessen Befestigungsbolzenlängsrichtung eine Drehachse definiert ist, um die der Standfuß von der Ruhestellung in die Funktionsstellung und umgekehrt schwenkbar ist.
    7. 7. Schmelze-Überführungssystem gemäß einem der Aspekte 3 bis 6, gekennzeichnet durch einen zweiten Flansch, der dem ersten Flansch entsprechend ausgebildet ist, wobei der Standfuß zwischen den beiden Flanschen angeordnet ist.
    8. 8. Schmelze-Überführungssystem gemäß einem der vorhergehenden Aspekte, gekennzeichnet durch einen Tragrahmen mit einer Drehgelenkeinheit, über die der Behälter mit dem Tragrahmen derart drehgelenkig verbunden ist, dass der Behälter um eine Drehachse der Drehgelenkeinheit gegenüber dem Tragrahmen kippbar ist, wobei der Behälter durch den in Funktionsstellung arretierten Standfuß in gekippter Position gestützt ist.
    9. 9. Schmelze-Überführungssystem gemäß Aspekt 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragrahmen eine tragrahmenseitige Arretiervorrichtung zum Arretieren des Standfußes in Funktionsstellung umfasst.
    10. 10. Schmelze-Überführungssystem gemäß Aspekt 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Standfuß eine dritte Bohrung aufweist, die ausgebildet ist, in Funktionsstellung einen zweiten Arretierbolzen aufzunehmen, wobei die untere Arretiervorrichtung zumindest eine tragrahmenseitige Bohrung aufweist, die mit der dritten standfußseitigen Bohrung in Funktionsstellung koaxial angeordnet ist, sodass der zweite Arretierbolzen zum Befestigen des Standfußes an dem unteren Tragrahmen in die dritte standfußseitige Bohrung sowie die tragrahmenseitige Bohrung der unteren Arretiervorrichtung einschiebbar ist.
    11. 11. Schmelze-Überführungssystem gemäß einem der Aspekte 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragrahmen zumindest ein Paar, vorzugsweise kastenförmige, Staplerschuhe zum Aufnehmen von Gabelstaplerzinken aufweist.
    12. 12. Schmelze-Überführungssystem gemäß einem der vorhergehenden Aspekte, gekennzeichnet durch eine Ausrichtvorrichtung zum Einstellen einer Behälterneigung und/oder Tragrahmenneigung.
    13. 13. Schmelze-Überführungssystem gemäß einem der vorhergehenden Aspekte, gekennzeichnet durch
      • eine Messeinheit mit zumindest einem Drucksensor zum Messen eines Druckes im Behälter während des Förderns und
      • eine Steuereinheit zum Steuern der Förderung der Metallschmelze aus dem Behälter durch den Strömungskanal, wobei die Steuereinheit eingerichtet und ausgebildet ist, die Metallschmelzeförderung bei einem Abfall des gemessenen Druckes anzuhalten
      und/oder
      dass der Behälterdeckel eine Füllöffnung zum Befüllen des Behälters mit einer Metallschmelze, einen Füllöffnungsdeckel zum luftdichten Verschließen der Füllöffnung, eine Heizöffnung, mit einem die Heizöffnung umgebenden Anschlussflansch zum Anflanschen einer Vorheizvorrichtung und zum Anflanschen eines Heizungsöffnungsdeckels und einen Heizöffnungsdeckel zum luftdichten Verschließen der Heizöffnung aufweist, wobei der Heizöffnungsdeckel an dem Behälterdeckel lösbar befestigt ist und die Heizöffnung luftdicht abdichtet.
    14. 14. Verfahren zum Kippen eines Behälters eines Schmelze-Überführungssystems gemäß einem der Aspekte 1 bis 13, umfassend die Schritte
      • Anheben der Vorrichtung um mindestens 5 cm,
      • Verbringen des Standfußes aus einer Ruhestellung in eine Funktionsstellung derart, dass dieser über eine Unterseite des Behälters hinausragt,
      • Arretieren des Standfußes in der Funktionsstellung
      • Absenken des Schmelze-Überführungssystems.
    15. 15. Verfahren gemäß Aspekt 14, sofern dieser auf Aspekt 9 rückbezogen ist, umfassend den Schritt
      • Arretieren des Standfußes mittels der tragrahmenseitigen Arretiervorrichtung.
    16. 16. Schmelze-Überführungssystems enthaltend einen Behälter zum Aufnehmen einer Metallschmelze, einen Strömungskanal zum Fördern der Metallschmelze aus einem Behälter durch den Strömungskanal und einen Behälterdeckel zum luftdichten Verschließen eines Behälterinnenraums,
      dadurch gekennzeichnet, dass
      der Behälterdeckel eine Heizöffnung, mit einem die Heizöffnung umgebenden Anschlussflansch zum Anflanschen einer Vorheizvorrichtung und zum Anflanschen eines Heizungsöffnungsdeckels und einen Heizöffnungsdeckel zum luftdichten Verschließen der Heizöffnung, wobei der Heizöffnungsdeckel an dem Behälterdeckel lösbar befestigt ist und die Heizöffnung luftdicht abdichtet.
    17. 17. Schmelze-Überführungssystems gemäß Aspekt 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizöffnung einen Durchmesser von mindestens 4 cm aufweist, vorzugsweise mindestens 6 cm und/oder einen Durchmesser von maximal 30 cm aufweist, vorzugsweise maximal 20 cm aufweist.
    18. 18. Schmelze-Überführungssystems gemäß Aspekt 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälterdeckel
      eine Füllöffnung zum Befüllen des Behälters mit einer Metallschmelze und einen Füllöffnungsdeckel zum luftdichten Verschließen der Füllöffnung und/oder
      eine Befüllvorrichtung zum Befüllen des Behälters durch den Strömungskanal
      aufweist.
    19. 19. Schmelze-Überführungssystems gemäß Aspekt 16, 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälterdeckel einen Durchmesser von mindestens 50 cm aufweist, vorzugsweise mindestens 70 cm aufweist.
    20. 20. Schmelze-Überführungssystems gemäß einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizöffnungsdeckel mittels Klammern und/oder Schrauben an dem Behälterdeckel befestigt ist.
    21. 21. Schmelze-Überführungssystems gemäß einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizöffnungsdeckel eine feuerfeste Schicht umfasst.
    22. 22. Schmelze-Überführungssystems gemäß einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussflansch an einer Deckeloberseite derart auskragt, dass eine Flanschebene zur Deckeloberseite beabstandet ist, wobei vorzugsweise die Flanschebene einen Abstand von zumindest 10 mm, besonders bevorzugt zumindest 30 mm aufweist.
    23. 23. Schmelze-Überführungssystems gemäß Aspekt 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Flanschebene mit der Deckeloberseite einen Winkel von mindestens 10 °, vorzugsweise mindestens 20°, besonders bevorzugt mindestens 30° und/oder von höchstens 90°, vorzugsweise höchstens 80 °, besonders bevorzugt höchstens 70° einschließt.
    24. 24. Schmelze-Überführungssystems gemäß einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizöffnungsdeckel einen Griff aufweist.
    25. 25. Schmelze-Überführungssystems gemäß einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizöffnungsdeckel zum Verschließen der Heizöffnung einen Blindflansch aufweist.
    26. 26. Schmelze-Überführungssystems gemäß einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussflansch derart ausgebildet ist, dass ein korrespondierender Flansch einer Vorheizvorrichtung, insbesondere eines Gasbrenner oder eines elektronischen Heizstabs, zum Vorheizen des Behälterinnenraums an den Flansch mittels Klemmen oder Schrauben anflanschbar ist.
    27. 27. Schmelze-Überführungssystems gemäß Aspekt 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussflansch derart ausgebildet ist, dass eine Gasflamme eines angeflanschten Gasbrenners in Richtung des Behälterbodens, vorzugsweise in die Mitte des Behälterbodens, ausgerichtet ist.
    28. 28. Schmelze-Überführungssystems gemäß Aspekt 26 oder 27, umfassend einen Brennerdeckel, aufweisend eine Vorheizvorrichtung, vorzugsweise einen Gasbrenner, umfassend einen Flansch, der mit dem Anschlussflansch der Heizöffnung korrespondiert.
    29. 29. Schmelze-Überführungssystems gemäß einem der vorhergehenden Aspekte, gekennzeichnet durch eine Schrägstellvorrichtung zum Kippen des Behälters, wobei die Schrägstellvorrichtung zumindest einen gelenkig mit dem Schmelze-Überführungssystem verbundenen Standfuß und eine behälterseitige Arretiervorrichtung zum Arretieren des Standfußes in einer Funktionsstellung umfasst, wobei der Standfuß aus einer Ruhestellung in Funktionsstellung bringbar ist und in der Funktionsstellung über eine Behälterunterseite hinausragt.
    30. 30. Schmelze-Überführungssystem gemäß einem der vorhergehenden Aspekte, gekennzeichnet durch
      • eine Messeinheit mit zumindest einem Drucksensor zum Messen eines Druckes im Behälter während des Förderns und
      • eine Steuereinheit zum Steuern der Förderung der Metallschmelze aus dem Behälter durch den Strömungskanal, wobei die Steuereinheit eingerichtet und ausgebildet ist, die Metallschmelzeförderung bei einem Abfall des gemessenen Druckes anzuhalten.
    1
    Schmelze-Überführungssystem
    2
    Behälter
    3
    Behälterdeckel
    3.1
    Behälterdeckelunterseite
    3.2
    Behälterdeckeloberseite
    4
    Füllöffnung
    5
    Füllöffnungsdeckel
    5.1
    Gaszugfedern
    6
    Pneumatikeinheit
    6.1
    Pneumatikleitung
    7
    Behälterinnenraum
    8
    Steigrohr
    8.1
    Erstes Ende des Steigrohrs
    8.2
    Zweites Ende des Steigrohrs
    9
    Thermoelement
    10
    Heizöffnung
    10.1
    Heizöffnungsdeckel
    10.2
    Brennereinheit
    10.2.1
    Flansch der Brennereinheit
    10.2.2
    Brenner
    10.3
    Anschlussflansch
    10.4
    Stecker
    10.5
    Gasanschlussstutzen
    10.6
    Luftanschlussstutzen
    10.7
    Brennerrohr
    11
    Staplerschuhe
    12
    Schrägstellvorrichtung
    12.1
    Tragrahmen
    12.1.1
    Drehgelenkeinheit
    12.1.2
    Untere Arretiervorrichtung
    12.1.2.1
    Bohrung in der unteren Arretiervorrichtung
    12.2
    Standfuß
    12.2.1
    Erste standfußseitige Bohrung
    12.2.2
    Zweite standfußseitige Bohrung
    12.2.3
    Dritte standfußseitige Bohrung
    12.3
    Behälterseitiger Flansch
    12.3.1
    Erste Bohrung am behälterseitigen Flansch
    12.3.2
    Zweite Bohrung am behälterseitigen Flansch
    12.4
    Arretierbolzen
    12.5
    Schwenkbolzen
    13
    Feuerfestmasse
    14
    Isolationsschicht
    15
    Außenverkleidung
    16
    Steuereinheit
    17
    Metallschmelze
    17.1
    Metallschmelzespiegel
    18
    Luft
    19
    Spalt
    19.1
    Spalthöhe
    20
    Druckverlauf p(t)
    21
    Zeitliche Ableitung dp/dt
    21f
    Zeitliche Ableitung dp/dt gefiltert
    22
    Gabelstapler
    23
    Bediener
    24
    Schwenkrichtung
    25
    Bodenfläche
    26
    Vertikaler Abstand zwischen Bodenfläche und Schmelz-Überführungsgerät
    A
    Drehachse

Claims (15)

  1. Verfahren zum Entleeren eines Schmelze-Überführungssystems enthaltend einen Behälter zum Aufnehmen einer Metallschmelze, einen Strömungskanal, insbesondere ein Steigrohr, zum Fördern der Metallschmelze aus einem Behälter durch den Strömungskanal, einen Behälterdeckel zum luftdichten Verschließen des Behälters, umfassend die folgenden Schritte
    i. Fördern der Metallschmelze aus dem Behälter durch den Strömungskanal,
    ii. Bestimmen eines Druckes im Behälter während des Förderns,
    iii. Anhalten der Metallschmelzeförderung bei einem Abfall des gemessenen Drucks.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallschmelzeförderung angehalten wird, wenn eine Druckdifferenz zwischen einem zu einem ersten Zeitpunkt bestimmten Druck und einem zu einem zweiten Zeitpunkt bestimmten Druck negativ ist, wobei vorzugsweise die negative Druckdifferenz betragsmäßig größer ist als ein zuvor festgelegter Schwellenwert.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein zeitlicher Druckverlauf anhand des gemessenen Druckes bestimmt wird und anhand des zeitlichen Druckverlaufs eine zeitliche Ableitung dp/dt des Druckverlaufs ermittelt wird und die Metallschmelzeförderung angehalten wird, wenn die Ableitung dp/dt negativ ist, wobei vorzugsweise die negative Ableitung betragsmäßig größer ist als ein zuvor festgelegter Schwellenwert.
  4. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellenwert betragsmäßig mindestens 1 mbar/s, vorzugsweise mindestens 5 mbar/s, besonders bevorzugt mindestens 10 mbar/s beträgt.
  5. Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Druck an einem zweiten Ort gemessen wird, wobei der zweite gemessene Druck mit einem Druck im Behälter, mit einem Druck in einer pneumatischen Einheit zum Einstellen einer Druckdifferenz zwischen einem Umgebungsdruck und einem Druck im Behälter und/oder mit einem Druck im Strömungskanal korreliert.
  6. Verfahren gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zeitliche Druckverlauf anhand von Druckmessungen in definierten zeitlichen Abständen gemessen wird.
  7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, sofern dieser auf Anspruch 3 rückbezogen ist, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zumindest zwei, vorzugsweise zumindest drei, zeitlich aufeinanderfolgend gemessene Drücke gemittelt werden und die zeitliche Ableitung anhand der gemittelten Drücke ermittelt wird
    und/oder
    dass eine Frequenz des zeitlichen Druckverlaufs gefiltert wird, vorzugsweise mit einem Bandpassfilter.
  8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Druckdifferenz zwischen dem ersten, behälterseitigen Ende und dem zweiten Ende des Strömungskanals zum Anhalten der Metallschmelzeförderung verringert wird, sobald die ermittelte Ableitung des Druckverlaufs negativ ist und vorzugsweise betragsmäßig größer ist als ein zuvor festgelegter Schwellenwert.
  9. Schmelze-Überführungssystem zum Speichern und Transportieren einer Metallschmelze, umfassend
    einen Behälter zum Aufnehmen der Metallschmelze,
    einen auf dem Behälter angeordneten Behälterdeckel zum luftdichten Verschließen des Behälters, aufweisend eine verschließbare Füllöffnung zum Befüllen des Behälters mit der Metallschmelze,
    einen Strömungskanal, aufweisend ein erstes im Behälter angeordnetes Ende und ein zweites außerhalb des Metallschmelze-Behälters angeordnetes Ende zum Ausbringen der Metallschmelze aus dem Metallschmelze-Behälter,
    eine Messeinheit mit zumindest einem Drucksensor zum Messen eines Druckes im Behälter während des Förderns,
    eine Steuereinheit zum Steuern der Förderung der Metallschmelze aus dem Behälter durch den Strömungskanal, wobei die Steuereinheit eingerichtet und ausgebildet ist, die Metallschmelzeförderung bei einem Abfall des gemessenen Druckes anzuhalten.
  10. Schmelze-Überführungssystem gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit ausgebildet und eingerichtet ist, aus dem gemessenen Druck einen zeitlichen Druckverlauf p(t) zu bestimmen, eine zeitliche Ableitung des Druckverlaufs dp/dt zu ermitteln und die Metallschmelzeförderung anzuhalten, wenn die Ableitung des Druckverlaufs dp/dt negativ ist und vorzugsweise wenn die Ableitung betragsmäßig größer ist als ein zuvor festgelegter Schwellenwert.
  11. Schmelze-Überführungssystem gemäß Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit ausgebildet und eingerichtet ist, zum Anhalten der Metallschmelzeförderung eine Druckdifferenz zwischen dem ersten, behälterseitigen Ende und dem zweiten Ende des Strömungskanals zu verringern.
    und/oder
    dass der Schwellenwert betragsmäßig mindestens 1 mbar/s, vorzugsweise mindestens 5 mbar/s, besonders bevorzugt mindestens 10 mbar/s beträgt.
  12. Schmelze-Überführungssystem gemäß einem der Ansprüche 10 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit ausgebildet und eingerichtet ist, jeweils zumindest zwei, vorzugsweise zumindest drei, zeitlich aufeinanderfolgend von der Messeinheit gemessene Drücke zu mitteln und die Ableitung anhand der gemittelten Drücke zu ermitteln.
  13. Schmelze-Überführungssystem gemäß einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Drucksensor an einer Innenseite des Behälterdeckels und/oder in einer pneumatischen Einheit angeordnet ist.
  14. Schmelze-Überführungssystem gemäß einem der Ansprüche 9 bis 13, gekennzeichnet durch eine Schrägstellvorrichtung zum Kippen des Behälters, wobei die Schrägstellvorrichtung zumindest einen gelenkig mit dem Schmelze-Überführungssystem verbundenen Standfuß und eine behälterseitige Arretiervorrichtung zum Arretieren des Standfußes in einer Funktionsstellung umfasst, wobei der Standfuß aus einer Ruhestellung in Funktionsstellung bringbar ist und in der Funktionsstellung über eine Behälterunterseite hinausragt.
  15. Schmelze-Überführungssystem gemäß einem der Ansprüche 9 bis 14, gekennzeichnet dadurch, dass der Behälterdeckel eine Füllöffnung zum Befüllen des Behälters mit einer Metallschmelze, einen Füllöffnungsdeckel zum luftdichten Verschließen der Füllöffnung, eine Heizöffnung, mit einem die Heizöffnung umgebenden Anschlussflansch zum Anflanschen einer Vorheizvorrichtung und zum Anflanschen eines Heizungsöffnungsdeckels und einen Heizöffnungsdeckel zum luftdichten Verschließen der Heizöffnung aufweist, wobei der Heizöffnungsdeckel an dem Behälterdeckel lösbar befestigt ist und die Heizöffnung luftdicht abdichtet.
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