Geschmolzenes Metall, insbesondere Aluminium, enthält ganz¬ allgemein mitgeschleppte Feststoffe, die sich im fertigen Metallgussstück schädigend auswirken. Diese mitgeschleppten Feststoffe erscheinen als Einschlüsse im fertigen Gussstück nach dem Erstarren des geschmolzenen Metalls, und verursa- chen ein weniger duktiles Endprodukt oder führen zu Endpro¬ dukten mit schlechten Glanzeigenschaften und schlechten Anodisierungscharakteristiken. Die Einschlüsse können von verschiedenen Quellen stammen. Z.B. können die Einschlüsse von oberflächlichen Oxidfilmen stammen, die aufbrachen und ins schmelzflüssige Metall gelangten. Weiter können die Einschlüsse unlösliche Verunreinigungen wie Karbide, Bori¬ de und andere sein, oder abgebröckelte Ofen- und Gussrin- nen-Feuerfestmaterialien.

Poröse keramische Schaummaterialien sind bekannt als beson- ders geeignet für die Filtration von schmelzflüssigem Me¬ tall, wie beschrieben in der U.S.-PS 3 893 917, U.S.-PS 3 947 363, U.S.-PS 4 081 371 und U.S.-PS 4 024 056. Diese keramischen Schaummaterialien sind besonders geeignet zum Filtrieren von schmelzflüssigem Metall aus verschiedenen Gründen. Zu denen gehören deren ausgezeichnete Filterwirk¬ samkeit, niederige Kosten, leichte Anwendung und die Mög¬ lichkeit der Anwendung auf der Basis des Einmalgebrauchs. Die Tatsache, dass diese keramischen Schaummaterialien leicht und billig herzustellen sind und auf einer Einmalge- brauch- und Wegwerfbasis angewendet werden, verlangten die

Entwicklung von Vorrichtungen für ein leichtes und bequemes Zusammenfügen und Entfernen der porösen Filter für schmelz¬ flüssige Metalle aus einer Filtrationseinheit, die gleich¬ zeitig eine hochwirksame Filtrationsvorrichtung darstellen soll.

Da- die_ Filter als Wegwerfgegenstand ausgelegt sind, ist es wichtig-, eine Vorrichtung zum richtigen Plazieren der Fil¬ ter in einer Halterung zur Verfügung zu haben, die ein leichtes Zusammenfügen und Auseinandernehmen erlaubt. Der Halter oder die Filterkammer selbst ist normalerweise ein integrierter Bestandteil eines Troges, einer Giesspfanne oder Tiegels und sollte aus feuerfestem Material, das ge¬ schmolzenem Metall widersteht und gleichartig den Materia¬ lien für übliche Trogk'onstruktionen ist, bestehen. Die Fil- terplatte ist normalerweise unter Verwendung einer elasti¬ schen Dichtung oder einer Dichtung in der Art einer Pak- kung, welche an den Randflächen der Filterplatte angebracht ist, dichtend eingepasst. Um die Filterplatte wirksam in der Filterkammer anzuordnen, wurde nach dem Stand der Tech- nik eine abgeschrägte Schmalseite an der Filterplatte ver¬ langt, an welcher die Dichtung angebracht wurde. Die Fil¬ terplatte wurde dann dichtend eingesetzt, in dem ein verti¬ kaler Druck nach unten auf die in die Filterkammer mit ent¬ sprechend abgeschrägten Randflächen eingesetzte Filterplat.--- te ausübt wurde. Es wurde gefunden, dass als Resultat der auf die Filterplatte während des Einsetzen in ^3ie Filter¬ kammer ausgeübten Kräfte Schäden an der Filterplatte auf¬ traten, die widerum zu Metalldurchbrüchen und/oder ungenü¬ gender Metallfiltration führten. Entsprechend auch wurde gefunden, dass beim Entfernen der Filterplatte Schwierig-

keiten auftraten. Weiter, in Filtrationsvorrichtungen, wie sie üblicherweise angewendet werden, ist die Filterplatte horizontal in der Filterkammer angeordnet. Diese horizon¬ tale Anordnung führt zu einem beachtlichen Raumbedarf in- 5. nerhalb der Metallverarbeitungslinie. Es ist deshalb wün¬ schenswert, eine Filtrationsvorriσhtung zur Verfügung zu haben, in der die Filterplatte vertikal angeordnet werden kann, da die vertikale Anordnung zu einer raumsparenden An¬ ordnung führt.

10 Vertikale Anordnungen von Filterplatten sind beispielsweise bekannt aus der U.S.-PS 4 092 153. Diese Patentschrift lehrt aber nur die Anwendung einer Filterplatte mit abge¬ schrägten Randflächen, passend zu den entsprechend abge¬ schrägten Randflächen in einer Filterkammer, so dass der

15 Filter in gleicher Weise in die Kammer eingesetzt werden konnte wie bei horizontal angeordneten Filterplatten. Auch wenn die U.S.-PS 4 092 153 die vertikal angeordnete Filter¬ platte beschreibt, so wurde dennoch gefunden, dass in der Praxis diese vertikale Anordnung nicht völlig befriedigend

20 war im Hinblick auf Probleme mit dem Einfrieren des Metalls und Problemen mit dem Austausch der gebrauchten Filterplat¬ ten. Entsprechend ist das Hauptmerkmal vorliegender Erfin¬ dung eine verbesserte Vorrichtung zur Filtration von schmelzflüssigem Metall für eine problemlose Anwendung im

25 kommerziellen Rahmen.

Ein weiteres Merkmal vorliegender Erfindung ist eine ver¬ besserte Vorrichtung für die Filtration von schmelzflüssem Metall mit einer vertikalen Anordnung der Filtriervorrich¬ tung.

Ein zusätzliches Merkmal vorliegender Erfindung ist eine verbesserte Filtriervorrichtung, wie oben erwähnt, die sich durch praktisches Einsetzen und Entfernen des Filtrierein¬ satzes auszeichnet.

Weitere- Merkmale vorliegender Erfindung werden im Rahmen dl-e-sj-Er: Beschreibung näher erläutert.

Ueberraschenderweise wurde gefunden, dass die genannten Nachteile und die gewünschten Fortschritte mit vorliegener Erfindung erreicht werden können. Die verbesserte Vorrich- tung zum Filtrieren von geschmolzenem Metall nach vorlie¬ gender Erfindung umfasst eine Filterkammer mit einem Ein- lass für das schmelzflüssige Metall und einem Auslass für das schmelzflüssige Metall, welche den Fliessweg für das geschmolzene Metall begrenzen, einem Filtriereinsatz, vor- zugsweise vertikal angeordnet, passend in die Filterkammer und angeordnet zwischen dem Einlass und Auslass, umfassend einen soliden, plattenähnlichen Teil, der schmelzflüssigem Metall widersteht, den Fliessweg blockiert und einen porö¬ sen Filterteil, angeordnet im soliden Teil, welche den Fluss des schmelzflüssigen _. Metalles dadurch hindurch ermög¬ licht. Der poröse Teil ist vorzugsweise ein keramischer Schaumfilter und soll sich nachgeordnet dem Einlass und vor dem Auslass befinden. In einer vorzugsweisen Ausführungs¬ form hat der keramische Schaumfilter einen abgeschrägten Rand, um einen dichten Sitz mit dem entsprechend abge¬ schrägten Rand im soliden Teil zu gewährleisten.

Zweckmässig enthält die Filterkammer wenigstens zwei und vorzugsweise drei passende Teile an der Aussenseite der

Filterkammer, die geeignet sind, wenigstens zwei Filtrier¬ einsätze, welche den Gebrauch von zwei Filtriereinsätzen in Serie ermöglichen oder es erlauben, einen zweiten Filtrier¬ einsatz einzusetzen und den ersten Filtriereinsatz auf ein- fache und leichte Art zu entfernen, beispielsweise ohne den Metallfluss zu unterbrechen. Es ist zweckmässig, eine Ab¬ lenkungsplatte passend in die Filterkammer zwischen den Filtriereinsatz und den Einlass vorzusehen, um das Metall gegen den Boden der Filterkammer zu drängen und zu vermei- den, dass aufschwimmende Einschlüsse den Filter erreichen.

Entsprechend der Menge pro Zeiteinheit des zu filtrierenden schmelzflüssigen Metalles kann die Grδsse des porösen Fil¬ terteils passend in die entsprechende Oeffnung im Filtrier- einsatz gewählt werden. Vorzugsweise beträgt die Menge der zu filtrierenden Schmelze 0.127 bis 1.27 Filterflä¬ che und Minute.

Weitere Ausführungsformen vorliegender Erfindung werden nachfolgend beschrieben.

Die vorliegende Erfindung und deren Ausführungsformen sind unter Einbezug der nachfolgenden Zeichnungen besser ver¬ ständlich, wobei:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht mit der Ablenkplatte und entferntem Filtriereinsatz dargestellt,

Fig. 2 einen Ausschnitt der Filterkammer mit Ablenkplatte und eingesetztem Filtriereinsatz zeigt und in

Fig. 3 ein Ausschnitt entsprechend Fig. 2 mit zwei Fil¬ triereinsätzen, in Serie angeordnet, dargestellt sind.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 ist der Filtertrog 10 zweck- m ssig mit einer äusseren Stahlhülle 11, einem Isolierkern TZ und einer metallbeständigen Ausfütterung 13, beispiels¬ weise einer Keramik, welche die innere Filterkammer 14 be¬ grenzt, ausgestattet. Die Filterkammer muss selbstverständ¬ lich gegenüber dem angewendeten geschmolzenen Metall resi- stent sein, so dass zweckmässig eine Stahlhülle mit einer leichtgewichtigen Isolierschicht angewendet wird. Die Auf¬ gabe des Filtertroges ist, das geschmolzene Metall aufzu-

_* nehmen und den Fluss durch den Filter zu leiten. Die innere Ausgestaltung der Filterkammer passt sich der äusseren Aus- gestaltung des Filtriereinsatzes und der Ablenkplatte an, wie nachfolgend beschrieben. Der Filtertrog 10 ist an sei¬ ner Aussenseite mit einer Aufnahmevorrichtung zur Aufnahme der Filtriereinsätze und der Ablenkplatte ausgestattet. Beispielsweise sind das drei aussen angebrachte Paare von Führungen 15, deren Funktion nachstehend beschrieben wird. Ebenso ist der Filtertrog mit einem Metalleinlass 16 und einem Metallauslass 17 ausgestattet, wobei die Richtung des Metallflusses durch Pfeile angedeutet ist.

Der Filtriereinsatz 20 enthält einen plattenfδrmigen, festen Teil 21, der gegenüber dem zu filtrierenden Metall beständig ist, und einen porösen Filterteil 22 eingebettet in den festen Teil 21 durch den der Fluss des geschmolzenen Metalles ermöglicht wird. Der poröse Filterteil ist vor¬ zugsweise ein keramischer Schaumfilter, beispielsweise her-

gestellt nach der U.S.-PS 3 962 081. Diese Patentschrift beschreibt einen keramischen Schaumfilter, hergestellt durch Imprägnieren eines Polyurethanschaumes mit einem ke¬ ramischen Schlicker, trocknen und brennen des imprägnierten Materials, um den Polyurethanschaum zu entfernen und um ein keramisches Schaummat rial in der Form eines Abbildes des ursprünglichen- Polyurethanschaumes zu erhalten. Selbstver¬ ständlich kann jedes andere poröse Filtermaterial, das den mechanischen und chemischen Erfordernissen entspricht, ver- wendet werden.

Der poröse Filterteil ist im festen Teil eingebettet. Zweckmässig mit Hilfe eines Dichtungsmaterials 23 zwischen dem Randbereich des porösen Teiles 22 und des festen Teiles

21 , um einen dichtenden Sitz des porösen Teiles im festen Teil zu erreichen. Wie in Fig. 1 gezeigt, wird zweckmässig ein runder Filter mit abgeschrägten Randflächen angewendet, passend in eine Oeffnung mit entsprechend abgeschrägter Randfläche im festen Teil.

Der feste Teil ist ausgestattet mit einem Dichtungsmaterial 24, welches die ussere Umgrenzungslinie umgibt und mit einem Trägerteil 25, mit daran angebrachten Stiften 26, passend zu den Führungen 15, um den Filterteil in den Fil¬ tertrog 10, in der Art wie in Fig. 2 und 3 gezeigt, einzu¬ setzen. Die gestrichelte Linie 27 zeigt den Eingriff der Stifte 26 in die Mitte der Führungen 15. Wie in Fig. 1 und 2 gezeigt, blockiert der feste Teil 21 die Filterkammer 14 vollständig, so dass das geschmolzene Metall, das durch die Filterkammer fliesst gezwungen wird, durch den porösen Teil

22 zu fliessen. Der Trägerteil 25 ist mit Haken 28 ausge-

stattet, um mittels einer Hebevorrichtung den Filtrierein¬ satz aus der Filterkammer zu entfernen. Die Dichtmateria¬ lien können an sich von jeder bekannten Art sein. Bei¬ spielsweise können hochtemperaturbeständige kompressible keramische Fasern niedriger Dichte oder andere bekannte Dichtmaterialien, welche die Aufgabe zu erfüllen haben, eine Dichtung zwischen den Randflächen des festen Teiles 21 und der Filterkammer, 14 und zwischen den Randflächen des porösen Teiles 22 und des festen Teiles 21 zu gew hrlei- sten, angewendet werden.

Es wird bevorzugt, eine Ablenkungsplatte 30, welche einen festen Teil 31, dem geschmolzenen Metall widerstehend, und eine äussere Dichtung 32, umgebend den festen Teil 31, und einen Träger 33, in der gleichen Art wie der Träger 25, aufweist, angewendet. Der Träger 33 ist ebenfalls mit daran befestigten Stiften 34 ausgestattet, welche zu den vorder¬ sten Paaren der Führungen 15 passen, in der Art des Fil¬ triereinsatzes 20. Die Ablenkungsplatte 30 passt in das vorderste Paar der Führungen 15 gemäss der gestrichelten Linie 37 und umfasst auch die Haken 38, die zur Entfernung der Ablenkungsplatte dienen. Der Zweck der Ablenkungsplatte Ls-rt die Verbesserung der Wärmeverteilung und um das Metall gegen den Boden der Filterkammer zu drängen und auch zu vermeiden, dass aufschwimmende Einschlüsse den Filter er- reichen. Deshalb, wie in Fig. 2 und 3 gezeigt, wird die Ab¬ lenkungsplatte zwischen Filtriereinsatz 20 und Einlass 16 eingesetzt.

Es ist leicht möglich, in Uebereinstimmung mit vorliegender Erfindung, eine Mehrzahl von Filtriereinsätzen vorzusehen.

wie einen zweiten Filtriereinsatz durch Verwendung eines zweiten Filtriereinsatzes 20a (vergl. Fig. 3). Der zweite Filtriereinsatz ist gleich dem Filtriereinsatz 20 und um¬ fasst den festen Teil 21a, den porösen Filtrierteil 22a und das Dichtmaterial 23a, umsσhliessend den porösen Teil 22a. Desgleichen ist Trägerteil 25a mit Haken 28a ausgestattet, gleich wie der Filtereinsatz 20.

In einer zweckmässigen Ausführungsform wird normalerweise der Filtriereinsatz vor dem Einsetzen in den Filtertrog vorgeheizt. Das ist nicht zwingend notwendig, erwies sich aber als beste Verfahrensmethode. Eine separate Vorheizkam¬ mer kann gegenüber dem Filtertrog vorgesehen werden, um die Temperatur ^* der porösen und festen Teile vor dem Einsetzen des Filtriereinsatzes in das geschmolzene Metall anzuhe- ben. Es wurde gefunden, dass das Vorheizen den Temperatur¬ verlust im Metall und den thermischen Schock im Filter re¬ duziert und dass das Angiessen des Filters erleichtert wird. Während des Betriebes wird der Filtriereinsatz zweck¬ mässig in die mittlere Führung des Filtertroges einge- setzt. Deshalb, wenn ein Filterwechsel angezeigt ist, ent¬ weder während eines Gusses oder am Ende eines Gusses, wird der zweite vorgeheizte Filtriereinsatz 20a in die in Fluss¬ richtung des Metalles letzten Führungen des Filtertroges eingesetzt. Sobald der in Flussrichtung des Metalles untere Filtriereinsatz sicher eingesetzt ist, kann der Filtrier¬ einsatz leicht und bequem aus der Filterkammer entfernt werden, ohne den Guss zu unterbrechen. Wenn es erneut not¬ wendig wird, den Filter zu wechseln, kann ein vorgeheizter Filtriereinsatz dann wieder in die mittleren Führungen ein- gesetzt werden und der in Flussrichtung des Metalles untere

Filtriereinsatz kann daraufhin leicht entfernt werden. Die Vorrichtung nach dieser Erfindung kann in anderer Ausstat¬ tung oder das Verfahren nach dieser Erfindung in anderer Art ausgeführt werden, ohne die grundsätzliche Idee oder die wesentlichen Merkmale aufzugeben. Die beschriebene Form ist daher als illustrativ und nicht restriktiv zu werten.

Die Erfindung umfasst auch ein Verfahren zum Filtrieren von schmelzflüssigen Metallen mit der oben beschriebenen Vor¬ richtung.