Um ein Metall bzw. eine Metallegierung in einen gießfähigen Zustand zu bringen, müssen die Metalle zunächst erschmolzen, anschließend ggf. einer metallurgischen Zwischenbehandlung und schließlich dem Gießvorgang selbst zugeführt werden.

Das Erschmeizen der metallischen Rohstoffe geschieht zumeist in einem großvolu- migen Schmelzofen, von wo aus die Schmelzen in eine Pfanne und von dort aus in eine Gießanlage überführt werden. Viele Metalle bzw. Metallegierungen sind jedoch empfindlich gegen Temperaturschwankungen, neigen dazu, mit Sauerstoff und Was- serstoff oder anderen über die Luft oder durch Kontaktberührung mit den verwende- ten Gefäßen in die Schmelze übertretenden anderen Stoffen, wie z. B. Eisen, uner- wünschte Reaktionen einzugehen, die zu ungewollten Begleitstoffen in der Schmelze führen. Z. T. bilden sich, ebenfalls über unerwünschte chemische Reaktionen an dem jeweiligen Metallschmeizespiegel Krätzen aus. Viele der vorgenannten Reaktionen werden durch ein-oder mehrmaliges Umfüllen der Metallschmelze begünstigt.

Dies gilt insbesondere auch für den Werkstoff Aluminium oder seine Legierungen, bei dem eine Oxidation weitestgehend zu verhindern und jegliche Gasaufnahme möglichst vollständig zu unterbinden ist. Die beim Schmeizvorgang vorliegenden Temperaturen bis etwa 770°C begünstigen die Oxidation des Aluminiums, die sich insbesondere deshalb gravierend auswirkt, weil das Aluminiumoxid eine dem Grundwerkstoff Aluminium gleiche Dichte besitzt, so dass sich entstandenes Al203 weder in der Schmelze absetzt, noch durch den Auftrieb an die Badoberfläche gespült wird. Die in der Aluminiumschmelze verbleibenden Oxide liegen im Guß als Schaum oder dünne Haut vor und können das Gefüge des fertiggegossenen Teiles im Sinne einer Verminderung der Festigkeit und der Dichtheit der Gußstücke beein- trächtigen. Besonders groß ist die Gefahr einer Aluminiumoxidbildung beim Umfüllen der Aluminiumschmelze in ein nachgeordnetes Transport-oder Behandlungsgefäß oder beim Abgießen in die Formen. Da unter normalen Gießereibedingungen das Oxid nicht weiter reduziert werden kann, sind besondere Vorsorgen zu treffen, um den als Abrand bezeichneten Oxidationsvorgang möglichst zu unterbinden.

Negative Auswirkungen treten ebenso auf, wenn die Aluminiumschmeize mit Feuch- tigkeit, z. B. feuchter Luft, in Berührung kommt. Aufgrund der hohen Temperaturen spaltet sich das Wasser in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff auf, wobei sich gelöster Wasserstoff in der Schmelze beim Erstarrungsprozeß in Form von ein- geschlossenen Gasbläßchen wieder ausscheidet ; die durch Wasserstoffausschei- dung gebildeten Poren unterbrechen das Gefüge im Gußstück.

In bestehenden Gießereibetrieben ist es häufig nach dem Stand der Technik üblich, dass aus einem großvolumigen Schmelzofen stammende Aluminium oder Aluminiumlegierungen in Pfannen umzufüllen, die als Transportmittel für die Schmelze zu einer Zwischenstation mit einem oder mehreren Warmhalteöfen dienen.

Hiernach wird das Aluminium bzw. die Aluminiumlegierung nach Bedarf mittels eines weiteren Transportgefäßes in eine Gießanlage überführt, so dass bis zum eigentlichen Gießprozeß mehrere Umfüllvorgänge stattfinden.

Abhilfe können zwar sogenannte Induktionsförderrinnen liefern, die beispielsweise aus einem Schmelzofen in einen kippbaren Behandlungs-und Gießofen das flüssige Aluminium bzw. die Aluminiumlegierung überführen. Durch Induktion eines magnetischen Wechselfeldes im flüssigen Metall werden Wirbelströme erzeugt, wodurch in Wechselwirkung auf das Metall eine mechanische Kraft ausgeübt werden kann, die das Metall bewegt. Zudem heizen die induzierten Wirbelströme das flüssige Metall auch auf, so dass Temperaturverluste ausgeglichen werden können.

Derselbe induktive Effekt wird auch in sogenannten Induktionstiegelöfen ausgenutzt, bei denen mittels der vorhandenen Magnetspule sowohl eine Schmelzbadbewegung erzeugt als auch eine Warmhaltung gewährleistet ist. Bei den genannten Induktions- rinnen wie auch den Öfen ist es erforderlich, dass die Innenwandung aus unmagneti- schem, elektrisch nicht leitendem feuerfestem Material besteht, so dass die Magnet- felder nicht beeinträchtigt und die Wärmeentwicklung direkt im Schmelzgut eintritt.

Induktionsrinnen zum Fördern von Metallschmeizen zwischen zwei metallurgischen Gefäßen sind jedoch konstruktions-und kostenaufwendig. Zudem benötigen diese Rinnen Raum und lassen keinerlei Flexibilisierung zu.

Die in der Gießereitechnik daher nach wie vor verwendeten Transportgefäße haben den Nachteil, dass mangels der eigenen Heizung ein nicht unerheblicher Tempera- turverlust der Schmelze während des Transports in Kauf zu nehmen ist. Grundsätz- lich wäre es zwar möglich, auch die Transportgefäße mit einer induktiv arbeitenden Heizung zu versehen, jedoch hat dies den Nachteil, dass dann die Stromversor- gungsleitung einschließlich der Kühlvorrichtungen für die Spule mitgeführt werden muß. Zudem würde eine im unteren Bereich eines Transportgefäßes installierte Heizvorrichtung das Gewicht und das Volumen dieses Transportgefäßes erheblich vergrößern und damit seine Handhabbarkeit erheblich erschweren.

Aus der DE 20 35 221 B ist eine Einrichtung zum Warmhalten von metallischen Schmelzen in einer Gießpfanne bekannt, die mit feuerfestem Material ausgekleidet ist und die eine ortsfeste, als selbstständige Baueinheit ausgebildete elektroinduktive Heizeinrichtung und eine, in diese einsetzbare transportable Gießpfanne aufweist, deren Mantel ganz oder mindestens im Bereich der Einwirkung der Heizeinrichtung aus elektrisch nicht leitendem Material besteht. Der Mantel der Gießpfanne kann ganz oder mindestens im Bereich der Einwirkung der Heizeinrichtung aus einem vor- zugsweise durch Einlagen wie Glasfasern verstärkten Kunststoff oder aus längs- lamellierten Blechen bestehen, zwischen denen jeweils eine Kunststoffisolierschicht vorgesehen ist. Mit dieser Maßnahme soll eine Beschädigung der Pfanne beim elek- troinduktiven Beheizen der in ihr befindlichen Metallschmeize vermieden werden, jedoch ist das Gießgefäß konstruktiv sehr aufwendig.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein induktiv heizbares Gefäß zu schaffen, das die vorgenannten Nachteile vermeidet und flexibel sowohl als Warm- halte-und/oder Entgasungsofen als auch als Transportgefäß und unter Umständen auch als Gießgefäß einsetzbar ist.

Diese Aufgabe wird durch das induktiv heizbare Gefäß nach Anspruch 1 gelöst.

Der Vorteil dieser Ausbildung besteht darin, dass dieses Gefäß sowohl als Trans- portgefäß als auch als Warmhalte-, Legierungs-und/oder Entgasungsgefäß und ggf. auch als Gießgefäß verwendet werden kann, aus dem mittels eines Schöpflöffels gewünschte Chargen entnommen werden. Die aus einem Schmelzgefäß in das Gießgefäß überführte Metallschmelze wird zu einem Heizstand überführt, wo das Gießgefäß auf-bzw. eingesetzt wird und die Schmelze induktiv beheizt und eine Badbewegung erzeugt wird. In dieser Station können Nachbehandlungen wie das Entgasen, Kornfeinen oder sogar Legierungseinstellungen vorgenommen werden, bevor das Gießgefäß vom Heizstand entnommen und zu der Gießanlage geführt wird, die eine Rundtischanlage zum Kokillenguß oder eine Stranggießanlage sein kann. Da die Metallschmelze vom Erschmelzen bis zur Gießstation in ein und demselben Gefäß verbleibt, entfallen auch Umfüllvorgänge, so dass der gefürchtete Abbrand (Oxidation) oder die sonstige Gasaufnahme, insbesondere von Wasserstoff insoweit ausgeschlossen wird. Die Gießgefäße haben vorzugsweise ein Füllvolumen von 1 bis 3 Tonnen. Der Gefäßaufbau ist grundsätzlich aus der Pfannenmetallurgie bekannt, d. h. die Gefäße besitzen eine feuerfeste Auskleidung sowie einen äußeren Metallmantel, der jedoch im unteren Bereich nicht ferromagnetisch sein darf, um den gewünschten Magnetfeldaufbau und die Erzeugung von Wirbelströmen in der Schmelze nicht zu beeinträchtigen. Der Metallmantel weist erfindungsgemäß im unteren Bereich schlitzförmige Durchbrechungen auf, die sich bei aufgesetztem Gießgefäß in Höhe der Magnetspule befinden. Die genannten Schlitze verhindern in konstruktiv einfacher Weise eine großflächige Erzeugung von Wirbelströmen, die zu einer Überhitzung und Beschädigung der Gießpfanne führen könnte.

Vorzugsweise liegt die Länge der Schlitze zwischen 120 % und 150 % der Länge der Magnetspule, d. h. dass die Schlitze die Magnetspule in längsaxialer Richtung oben und unten überragen. Die Anzahl der Schlitze, die vorzugsweise äquidistant im Gefäßmantel angeordnet sind, wird im wesentlichen durch den Gießgefäßdurch- messer bestimmt. Bei den zuvor angegebenen Füllvolumina sollten 4,6, 8 oder mehr Schlitze im Metallmantel vorhanden sein.

Wie prinzipiell nach dem Stand der Technik bekannt, ist die Magnetspule vorzugs- weise von einem Eisenkern (Joche) umgeben. Die Lage der Schlitze im Gießgefäß- mantel ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung in der Höhe etwa deckungsgleich mit der Lage der Joche.

Die Breite der Schlitze liegt zwischen 2 mm und 10 mm. Eine solche Schlitzbreite verhindert einerseits wirkungsvoll die Entstehung großflächiger Wirbelströme, ande- rerseits ist die Schlitzbreite so gering, dass die Stabilität des Gießgefäßes nicht beeinträchtigt wird.

Der Heizstand weist eine Magnetspule auf, die vorzugsweise mindestens zwei Wicklungen enthält und die von einem Eisenkern (Joche) umgeben ist. Die Mehr- fachwicklung der Magnetspule schafft den Vorteil, dass die Heizstand-Bauhöhe minimiert werden kann, z. B. auf 150 bis 300 mm, da über die Mehrlagigkeit der Wicklung eine entsprechend höhere gewünschte Leistung erbracht werden kann. Die Magnetspule sowie die Joche sind vorzugsweise in einem Rahmen angeordnet, die dann den Heizstand bilden.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Heizstand höhenverstellbar, was den Vorteil hat, dass das auf vorhandenen Stützen bzw. einem Gestell abge- setzte und zentrierte Gefäß hiernach an den Heizstand angekoppelt wird, indem der Heizstand den unteren Bereich umgreifend hochgefahren bzw. vor dem Weitertrans- port des Gefäßes abgesenkt wird. Hierzu besteht der Heizstand vorzugsweise aus einem ringförmigen Sockel, in den die Magnetspule integriert ist. Das Gefäß weist in seinem unteren Bereich eine äußere Form auf, die dem Innenmantel des ringförmi- gen Sockels angepaßte ist, d. h. dass bei aufgesetztem bzw. eingesetztem Gefäß zwischen der Magnetspule und dem Gefäßmantel ein dimensionsgerecht angepaßter Luftspalt verbleibt. Soll der Rahmen mit Joche und Spule nach Positionierung des induktiven Gefäßes durch hydraulisches Anheben um den unteren Bereich des Gefäßes gelegt werden, dient als Auflage ein Gestell bzw. sind Stützen vorhanden, die entsprechend dem Gefäß angepaßte Auflagefläche besitzen.

Der Übergangsbereich des Gefäßes vom unteren Teil in den querschnittsgrößeren oberen Teil kann nach einer alternativen Ausgestaltung als kragenförmige Auflage- fläche korrespondierend zur Dachfläche des ringförmigen Sockels ausgebildet. Diese Ausbildungsform ist für fest montierte, nicht höhenverstellbare Heizstände konzipiert sein.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird das vorbeschriebene Gefäß als Transport-, Warmhalte-, Legierungs-, Entgasungs-und/oder Gießgefäß für Metallschmelzen, insbesondere aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen verwen- det, vorzugsweise in der Art, dass das Gießgefäß an einer Rundtischanlage mit meh- reren Arbeitspositionen oder Linearanlage zum Kokillenguß verwendet wird.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sowie sich hieraus ergebende Vorteile wer- den anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigen : Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Gießgfäß, das an einen Heizstand angekoppelt ist und Fig. 2 eine weitere teilgeschnittene Ansicht des Gießgefäßes nach Fig. 1.

Das dargestellte Gefäß 1 ist auf einen Heizstand 2 aufgesetzt. Das Gefäß 1 besitzt einen oberen Bereich mit einem Durchmesser D von 1100 mm, einen Zwischenbe- reich, in dem sich der Durchmesser verjüngt und einen unteren Bereich mit einem Durchmesser D2 von 500 mm, der der Geometrie des verwendeten Schöpflöffels angepaßt ist. Aus den Dimensionen ergibt sich ein Füllvermögen von ca. 2 to (2000 kg) Aluminium. Das Gefäß 1 besitzt eine isolierende feuerfeste Auskleidung sowie einen äußeren Metallmantel. Der Metallmantel 4 im unteren Bereich besteht aus einem nicht ferromagnetischen Material, z. B. VA-Stahl. Um den unteren, bei- spielsweise zylindrischen Außenmantel aus VA-Stahl ist im Abstand eines Luftspal- tes 6 eine doppellagige Magnetspule 5 angeordnet, die über einen Eisenkern (Joche 7) umschlossen wird. Die Spule 5 und die Joche 7 sind in einem gemeinsamen Rahmen 8 installiert, der heb-und senkbar ist, wie dies durch den Doppelpfeil 9 sichtbar gemacht ist. Vorhandene, nicht dargestellte Hubeinrichtungen arbeiten vorzugsweise hydraulisch. Als Auflage für das Gefäß 1 dienen im vorliegenden Fall drei Stützen 10, die das Gefäß im konischen Zwischenbereich unterfassen.

Soll auf eine heb-und senkbare Heizeinrichtung 2 verzichtet werden, kann auch der kragenförmige Bereich 11 als Abstützfläche auf eine entsprechende ringförmige Auflagefläche des Heizstandes dienen. Wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung ist jedoch für beide Ausführungsalternativen, dass das Gefäß 1 lösbar mit dem Heizstand 2 verbunden ist. Ist das Gefäß 1 in der dargestellten Weise auf-bzw. in den Heizstand 2 eingesetzt, wird mittels der Magnetspule 5 ein Feld induziert, das in der Schmelze eine Badbewegung hervorruft sowie der Schmelze Wärme zuführt.

Der Heizstand 2 kann neben einem Gießkarussel mit mehreren Gießkokillen angeordnet sein, so dass aus dem mittels eines Schöpflöffels 12 die gewünschte Charge aus dem Gefäß 1 entnommen und vergossen werden kann.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist der äußere Metallmantel des Gießgefäßes im unteren Bereich, d. h. in Höhe der Magnetspule 5 geschlitzt. Die Schlitze 13 verlaufen längs- axial und überragen die Magnetspule bzw. deren längsaxiale Höhe jeweils oben und unten, wobei die Länge der Schlitze mindestens das 1,2-fache der längsaxialen Länge der Magnetspule beträgt. Die Magnetspule ist von Jochen 7 umgeben, die (in der Höhe) etwa deckungsgleich mit den Schlitzen 13 liegen. Vorzugsweise und wie in Fig. 2 dargestellt, überragen die Schlitze die Joche jeweils oben und unten.

Das dargestellte Gefäß dient im vorliegenden Fall als Transportmittel für das hierin eingefüllte Schmelzvolumen sowie als Legierungs-, Warmhalte-und Entgasungs- gefäß. Das aus einem Schmelzofen entnommene flüssige Metall bzw. die Metall- legierung verbleibt während des Transportes, einer etwaigen Zwischenlagerung oder einer Zwischenbehandlung, nämlich dem Entgasen bis zum Vergießen in ein-und demselben Behälter, so dass ein Umgießen in andere Gefäße oder Öfen vermieden wird. Kann aus verfahrenstechnischen oder betriebstechnischen Gründen die Metall- schmelze vom Schmelzofen nicht unmittelbar zur Gießanlage überführt werden, kann an einer Zwischenstation ein weiterer Heizstand 2 stationär installiert sein, auf den in der dargestellten Weise das Gefäß 1 aufgesetzt und durch entsprechende induktive Heizung auf der gewünschten Temperatur gehalten wird. An dieser Zwischenstation sind metallurgische Behandlungen der Schmelze möglich.

In einem konkreten Anwendungsfall wird die dem Schmelzofen entnommene Legie- rung in eine Pfanne umgefüllt, die zu einer Zwischenstation mit einem Heizstand transportiert wird, wo die Pfanne auf vorhandene Stützen abgesetzt und wonach der Heizstand hydraulisch angehoben wird, bis der untere Bereich der Pfanne von der Magnetspule umgeben ist. In dieser Zwischenstation wird die Metallschmelze, z. B. durch Eindüsen von Stickstoff oder Argon, entgast. Auftretende Temperaturverluste werden durch die über den Heizstand eingebrachte Heizenergie kompensiert. Nach hinreichender Entgasung (oder einer anderen gewünschten metallurgischen Behandlung) wird nach Bedarf die Metallschmelze abgeschlackt und die Pfanne zu einer Gießanlage transportiert, wo sie in entsprechender Weise wie zuvor beschrie- ben auf einen dort vorhandenen Heizstand zunächst zentriert und anschließend durch Heben des Heizstandes an diesen angekoppelt wird. Der Pfanne kann danach mittels eines Schöpflöffels die Metallschmelze chargenweise zum Vergießen in Kokillen, die z. B. auf einem Gießkarussel angeordnet sind, sukzessive entnommen werden. Hierbei dient die untere Verjüngung des Gefäßes auf einen dem Schöpflöffel angepaßten Durchmesser dem Zweck, dass die Pfanne praktisch vollständig entleert werden kann.

Grundsätzlich ist die erfindungsgemäße Kombination aus dem Gefäß und dem Heiz- stand für beliebige Metall-oder Metalllegierungsschmelzen einsetzbar, insbesondere dann, wenn Umgießvorgänge möglichst vermieden werden sollen.