DE60208997T2

DE60208997T2 - Vorrichtung zum überführen flüssigen metalls aus einem sammelbehälter zu einem aufnahmebehälter

Info

Publication number: DE60208997T2
Application number: DE60208997T
Authority: DE
Inventors: Andrea Mancusi
Original assignee: Teksid Aluminum SRL
Current assignee: Teksid Aluminum SRL
Priority date: 2001-03-27
Filing date: 2002-03-22
Publication date: 2006-08-10
Anticipated expiration: 2022-03-23
Also published as: DE60208997D1; EP1372891A1; JP2004523366A; RU2287400C2; ES2257534T3; ITTO20010288A0; NZ529138A; HUP0303537A2; US6953548B2; ZA200308229B; PL363622A1; US20040104520A1; CN1512924A; ITTO20010288A1; MXPA03008718A; EP1372891B1; BR0208717A; ATE316832T1; PT1372891E; CA2441342A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, die zum Überführen flüssiger Metalle zwischen zwei getrennten Behältern geeignet ist, zur Verwendung auf dem Gebiet der Gießereitechnologie.
In Gießereiprozessen besteht oft der Bedarf, Metalle im flüssigen Zustand zwischen zwei verschiedenen Standorten zu transferieren, z.B. von einem Schmelzofen oder von einem Zwischenbehälter in eine aufnehmende Schmelzpfanne, welche wiederum zum Abgießen des Metalls in eine weitere maschinentechnische Vorrichtung, wie in eine Gussform, eine Kokille oder in eine Gießwanne, vorgesehen ist.
Darüber hinaus besteht im Zuge der verschiedenen Metallumfüllungs- und Überführungstätigkeiten auch der Bedarf, eine Entgasung des Metalls durchzuführen, bevor es in oben genannte maschinentechnische Vorrichtungen eingegossen wird.
Die GB-A-1087123 beschreibt eine Stützvorrichtung für einen Deckel eines Vakuumbehälters, um Stahl oder ähnliches zu entgasen. Diese Vorrichtung umfasst einen Arm, an dem der Deckel des Behälters befestigt ist, wobei der Arm in einem Rahmen angeordnet ist, wobei der Arm und der Rahmen hohl sind und dabei eine Gasleitung für das aus dem Behälter entnommene Gas bilden. Der Arm trägt dabei das Entnahmerohr, das in das Innere des Behälters führt und den Behälter mit der Gasleitung verbindet.
Die DE-A-15 08 119 beschreibt eine Vorrichtung zum Überführen einer Schmelze von einer Gießpfanne über eine Zwischengießpfanne zu einer Entgasungspfanne, wobei im Betrieb für die Zeit der Entleerung der besagten ersten Gießpfanne die Teile fest miteinander verbunden sind.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, insbesondere eine Vorrichtung bereitzustellen, welche ein einfaches Überführen von Metallen im geschmolzenen Zustand zwischen zwei Standorten ermöglicht, unabhängig von ihrem Standort sowie ohne Zeit- oder Mengeneinschränkung, mit dem zusätzlichen Vorteil, die Aufgabe der Entgasung des umgegossenen Metalls zu kombinieren, nachdem der Transfer des Metalls in den Sammelbehälter stattgefunden hat.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung bereitzustellen, die die Transferzeiten und auch thermische Verluste, welche im Zuge der Überführung entstehen, einzuschränken.
Angesichts der oben angeführten Aufgaben, ist es Gegenstand der Erfindung, eine Vorrichtung zum Überführen flüssiger Metalle von einem Sammelbehälter in einen Auffangbehälter bereitzustellen, der durch Folgendes gekennzeichnet ist:

– den Auffangbehälter in Form einer Gießpfanne, die eine Einfüllöffnung für das Einbringen des Metalls aufweist,
– Transfermittel zum Überführen des geschmolzenen Metalls aus dem Sammelbehälter in die Gießpfanne, wobei die Transfermittel einen Deckel umfassen, mit dem die Einfüllöffnung der Gießpfanne abdichtbar ist und der eine erste Öffnung aufweist, mit der ein Flüssigkeitstransferrohr verbunden ist, sowie zumindest eine zweite Öffnung, mit der Mittel zum Generieren eines reduzierten Druckes verbunden sind, und
– Handhabungsmittel zum Bewegen der Transfermittel zwischen einer Position, in der der Deckel mit der Einfüllöffnung der Gießpfanne in Eingriff ist und das Transferrohr in den Sammelbehälter eingetaucht ist, und einer Position, in der der Deckel von der Einfüllöffnung der Gießpfanne außer Eingriff ist.

Weitere Besonderheiten und Einzelheiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden durch die folgende detaillierte Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen verdeutlicht, die ausschließlich als nicht einschränkendes Beispiel vorgesehen sind, in denen zeigt:
1 eine schematische Ansicht der Vorrichtung,
2 eine schematische Ansicht der Vorrichtung aus 1 im Arbeitsgang des Flüssigkeitstransfers, und
3 eine schematische Ansicht der Vorrichtung im Arbeitsgang der zusätzlichen Entgasung.
Mit Bezug auf die Zeichnungen wird eine Gießpfanne mit 1 bezeichnet, die üblicherweise in Gießereiprozessen verwendet wird. Diese umfasst eine äußere Metallstruktur 2 und eine feuerfeste Auskleidung 3. Halte- oder Kopplungsmittel können in herkömmlicher Weise mit der äußeren Wannung 2 der Gießpfanne 1 verbunden werden, um eine Betätigung der Gießpfanne 1 zum Umfüllen des darin befindlichen flüssigen Metalls in eine betriebliche Vorrichtung zu ermöglichen.
Die Gießpfanne 1 weist eine obere Einfüllöffnung 4 für das Einbringen des flüssigen Metalls auf, die wahlweise einen verbundenen Ringflansch 5 mit einer oberen ringförmigen Fläche 6 für einen leckagesicheren Sitz für das Anschlussstück eines Deckels 7 aufweist. Der Flansch 5 oder ähnliche Mittel, die zur Verbindung mit einem leckagesicheren Deckel 7 geeignet sind, können hierfür verwendet werden, damit eine herkömmliche Gießpfanne 1, die üblicherweise nicht dicht verschlossen wird, den oben genannten Deckel 7 oder gleichwertige Dichtvorrichtungen aufnehmen kann.
Die Transfermittel zum Überführen des flüssigen Metalls aus einem Sammelbehälter 9 zu der Gießpfanne 1 werden beispielsweise von einem Schmelzofen gebildet und werden allgemein mit 8 bezeichnet. Diese Transfermittel umfassen den oben genannten Deckel 7, der vorzugsweise eine Dichtung 10 aufweist, mit der die Einfüllöffnung 4 der Gießpfanne 1 hermetisch abdichtbar ist.
Eine siphonartige Metalltransferleitung 1 ist mit dem Deckel 7 verbunden, die ein freies Ende 12 zum Eintauchen in das flüssige Metall des Sammelbehälters und ein anderes Ende zum Einpassen in eine Öffnung 14 des Deckels 7 aufweist. Der Deckel 7 weist zumindest eine zweite Öffnung 16 auf, in die ein Ansaugrohr 17, das mit einer Vakuumpumpe 18 und mit einem Druckreduktionsventil 19 in Verbindung steht, eingepasst ist.
Die Transfermittel 8 sind mit Handhabungsmitteln 20 verbindbar, die beispielsweise einen schwenkbaren Arm 21 und eine Hebevorrichtung 22 mit einem Druckluftdruckzylinder 23 aufweisen. Der Druckluftdruckzylinder 23 ist dabei mit dem Deckel 7 verbindbar, um die Transfermittel 8 anzuheben und diese auf der Einfüllöffnung 4 der Gießpfanne 2 sowie in den Sammelbehälter 9 zu positionieren.
Um den Vorgang der Flüssigkeitsüberführung mithilfe der Handhabungsmittel 20 durchzuführen, wird das eine Ende 12 der Leitung 11 in das geschmolzene Metall des Sammelbehälters 9 eingetaucht sowie der Deckel 7 in eine dichte Verbindung mit der Einfüllöffnung 4 der Gießpfanne 1 in Eingriff gebracht.
Die dadurch erzielte Anordnung wird in 2 gezeigt, wobei zu diesem Zeitpunkt das System zur Generierung eines reduzierten Druckes innerhalb der Gießpfanne aktiviert ist, um dadurch den Transport der Flüssigkeit aus dem Sammelbehälter 9 in die Gießpfanne 1 zu ermöglichen. Nachdem der Flüssigkeitstransfer vollzogen ist, werden die Umgebungsdruckverhältnisse wiederhergestellt, indem das Ventil 19 geöffnet wird und dabei die Transfermittel 8 aus der Betriebszone gebracht werden können.
Elektroden 24 können vorzugsweise mit dem Deckel 7 verbunden werden, die als Sensoren zum Erfassen des Vorhandenseins sowie zum Erfassen des Füllstandes des flüssigen Metalls dienen. Diese Sensoren können vorzugsweise mit einer Kontroll- und Steuereinrichtung verbunden sein, welche das von den Elektroden 24 erzeugte Signal erfasst. Das Signal weist auf das Vorhandensein von flüssigem Metall in der Gießpfanne 1 hin und die Kontroll- und Steuereinrichtung unterbricht die Aktivierung der Mittel zur Generierung des reduzierten Druckes und den Transfer der Flüssigkeit, sobald der Füllstand der Flüssigkeit einen bestimmten Wert erreicht.
Ein zusätzliches Sicherheitsventil 25 kann vorzugsweise mit der Rohrleitung 11 verbunden und derart angeordnet werden, dass alle Gase, die durch das geschmolzene Metall entstehen und durch die Überdruckverhältnisse innerhalb der Gießpfanne 1 im Zuge des Transfers und der Umfüllarbeiten auftreten können, ausströmen können.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht den Transfer der Flüssigkeit aus jedem beliebigen Sammelbehälter 9 oder aus mehreren Sammelbehältern 9, ohne wesentliche Zeitbeschränkung oder von der Menge der zu transferierenden Flüssigkeit. Darüber hinaus werden thermische Verluste wesentlich limitiert.
Die Vorrichtung kann günstigerweise auch zur Durchführung eines Entgasungsprozesses vorgesehen werden, nachdem der Transfer der Flüssigkeit stattgefunden hat. Zu diesem Zweck ist ein zusätzlicher Deckel 7a (3) mit einer Rohrleitung 26 zum Abtransport der Gase sowie eine Rohrleitung 17 vorgesehen, welche im Kontakt mit einer vorstehend beschriebenen Vakuumpumpe steht, die dabei mit der Gießpfanne 1 in Verbindung gebarcht werden können.
Der Entgasungsprozess kann durchgeführt werden, indem die Einfüllöffnung 4 der Gießpfanne 1 abgedichtet wird und ein inertes Gas durch ein Einlassrohr 27 eingebracht wird, das mit einem porösen Abschnitt 28 eines keramischen Materials in Kontakt steht. Das keramische Material dient als Gasdiffusor und ist im Bodenbereich der Gießpfanne 1 angeordnet. Der Entgasungsprozess wird ausgeführt, indem ein inertes Gas eingebracht und gleichzeitig ein reduzierter Druck generiert wird. Der Deckel 7a kann wiederum mit den oben beschriebenen Handhabungsmitteln 20, 21 und 22 kombiniert werden.
Es hat sich herausgestellt, dass der Entgasungsprozess in den oben angeführten Gegebenheiten eine wesentliche Verbesserung der Qualität der Schlacke mit sich bringt, unter Vermeidung das Metallbad mit Salzen während der Ausführung dieses Arbeitsprozesses zu schützen.
Es ist vorgesehen, dass der gleiche Entgasungsprozess auch ohne die Verwendung des zusätzlichen Deckels 7a ausgeführt werden kann, sodass lediglich unter Verwendung des oben beschriebenen Deckels 7, mit dem eine Rohrleitung 26 mit einem während des Flüssigkeitstransfers geschlossenen Absperrventil verbindbar ist, eine Abgasabführung durchgeführt werden kann. In diesem Fall ist vorgesehen, dass das Absperrventil – das während des Entgasungsprozesses wiederum geschlossen ist – mit der Rohrleitung 11 oder mit der Öffnung 14 des Deckels 7 verbunden wird.
Im Besonderen ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung eine wesentliche und vorteilhafte betriebliche Flexibilität im Hinblick auf den Flüssigkeitstransfer und der Entgasungsprozesse. Darüber hinaus kann die Vorrichtung durch einfache Adaptierungen auf herkömmlich verwendete Gießpfannen angepasst werden.
Selbstverständlich bleibt das Grundprinzip der Erfindung gleich, die Form der Ausführungen und Details können dabei im Hinblick auf das oben beschriebene und illustrierte Beispiel wesentlich abweichen, ohne dabei vom Rahmen der angehängten Patentansprüche abzuweichen.

Claims

Vorrichtung zum Überführen flüssiger Metalle von einem Sammelbehälter (9) in einen Auffangbehälter (1), dadurch gekennzeichnet, dass sie umfasst: – den Auffangbehälter in Form einer Gießpfanne (1), die eine Einfüllöffnung (4) für das Einbringen des Metalls aufweist, – Transfermittel (8) zum Überführen des flüssigen Metalls aus dem Sammelbehälter (9) in die Gießpfanne (1), wobei die Transfermittel einen Deckel (7) umfassen, mit dem die Einfüllöffnung (4) der Gießpfanne (1) abdichtbar ist und der eine erste Öffnung (14) aufweist, mit der ein Flüssigkeitstransferrohr (11) verbunden ist, sowie zumindest eine zweite Öffnung (16), mit der Mittel (17, 18) zum Generieren eines reduzierten Druckes verbunden sind, und – Handhabungsmittel (20) zum Bewegen der Transfermittel (8) zwischen einer Position, in der der Deckel (7) mit der Einfüllöffnung (4) der Gießpfanne (1) in Eingriff ist und das Transferrohr (11) in den Sammelbehälter (9) eingetaucht ist, und einer Position, in der der Deckel von der Einfüllöffnung (4) der Gießpfanne (1) außer Eingriff ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Handhabungsmittel (20) eine Hebevorrichtung (22) mit einem Druckluftdruckzylinder (23) aufweist, der mit dem Deckel (7) verbindbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Handhabungsmittel (20) einen schwenkbaren Arm (21) zum Stützen der Hebevorrichtung (22) aufweisen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gießpfanne (1) Mittel (27, 28) zum Einbringen von Gas aufweist, die im Bodenbereich der Gießpfanne (1) angeordnet sind und die zum Einbringen eines inerten Gases in das in der Gießpfanne (1) befindliche Metallbad vorgesehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Einbringen von Gas ein Gasversorgungsrohr (27) aufweisen, das mit einem Diffusorelement mit einem porösen keramischen Abschnitt (28) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen zusätzlichen Deckel (7a) aufweist, mit dem die Einfüllöffnung (4) der Gießpfanne (1) abddichtbar ist und mit dem Mittel (17, 18) zum Generieren eines reduzierten Druckes mit zumindest einem Gasabführrohr (26) verbunden sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Deckel (7, 7a) Füllstandssensorvorrichtungen (24) zugehörig sind, die zum Generieren eines Signals entsprechend dem Füllstand des in die Gießpfanne (1) zugeführten flüssigen Metalls vorgesehen sind, sowie eine Kontroll- und Steuereinrichtung, die wirkend mit den Füllstandssensorvorrichtungen (24) in Eingriff ist und derart angeordnet ist, dass sie das Signal der Füllstandssensorvorrichtungen (24) entsprechend dem Füllstand des flüssigen Metalls erfasst und die Generierung des reduzierten Druckes unterbricht, sobald der Füllstand in der Gießpfanne (1) einen bestimmten Wert erreicht.