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Title:
MELTING AND CASTING METHOD AND COMBINED MELTING AND CASTING FURNACE SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/239156
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for melting metal parts and casting the melt in at least one mold and to a corresponding combined melting and casting furnace system. In the method, metal parts to be melted are brought into a crucible furnace, and in the crucible furnace a metal melt is produced and made ready for casting. A riser pipe integrated into a cover of the crucible furnace is heated in a position remote from the crucible furnace, and the cover having the heated riser pipe is brought into a position closing the crucible furnace, in which position the riser pipe extends into the metal melt. A mold is arranged on the cover in a casting position above the riser pipe, and the metal melt is introduced into the mold from below by pressurization of the melt in the crucible furnace. The combined melting and casting furnace system is designed to carry out a method of this type.

Inventors:
GÜNTER ULRICH (DE)
Application Number:
PCT/DE2020/000109
Publication Date:
December 03, 2020
Filing Date:
May 27, 2020
Export Citation:
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Assignee:
ABP INDUCTION SYSTEMS GMBH (DE)
International Classes:
B22D18/04; B22D18/06; B22D35/06; B22D47/00
Domestic Patent References:
WO2008055490A22008-05-15
WO2016201478A12016-12-22
Foreign References:
DE102015208964A12016-11-17
DE102006045267A12008-03-27
Attorney, Agent or Firm:
HAUCK PATENTANWALTSPARTNERSCHAFT MBB (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zum Schmelzen von Metallteilen und zum

Gießen der Schmelze in mindestens eine Gießform (10) mit den folgenden Schritten: a. Verbringen der Metallteile in einen Tiegelofen

(1, 2); b. Herstellen einer Metallschmelze und Gießfertigma- chen derselben im Tiegelofen (1, 2); c. Beheizen eines an einem Deckel (8) des Tiegelofens (1, 2) angeordneten Steigrohres (9) in ei ner vom Tiegelofen (1, 2) entfernten Position; d. Verbringen des Deckels (8) mit beheiztem Steigrohr (9) in eine den Tiegelofen (1, 2) verschlie ßende Position, in der das Steigrohr (9) in die Metallschmelze ragt; e. Verbringen der Gießform (10) in eine Gießposition auf dem Deckel (8) und über dem Steigrohr (9); und f. Vergießen der Metallschmelze durch das Steigrohr

(9) von unten in die Gießform (10) durch Druckbeaufschlagung der Schmelze im Tiegelofen (12) oder durch Applizieren eines Unterdrucks in der Gießform ( 10 ) .

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenraum zwischen der Schmelzbadoberfläche und dem Ofendeckel (8) mit einem Inertgas ge flutet wird und die Druckbeaufschlagung mit dem Inertgas erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Tiegelofen (1, 2) während des Herstellens der Metallschmelze und Gießfertigma- chens derselben von einem als Haube (5, 6) ausge bildeten Teil einer Einrichtung zum Verbringen der Metallteile in den Tiegelofen (1, 2) abgedeckt wird. 4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die während des Herstellens der Metallschmelze entstehenden Rauchgase oberhalb des Tiegelofens (1, 2) abgesaugt werden. 5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (8) mit Steigrohr (9) zwischen einer Warteposition, in der das Steigrohr (9) beheizt wird, und einer Schließposition des Tiegelofens (1, 2) hin- und herbewegt wird.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit zwei Tiegelöfen (1, 2) gearbeitet wird, wobei wechselweise einer im Schmelzmodus und einer im Gießmodus betrieben wird.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im schmelzenden Tiegel¬ ofen (1, 2) die Schmelze bzgl. Temperatur, chemischer Analyse und Entschlackung gießfertig vorbereitet wird.

8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Nutzinhalt des gießenden Tiegelofens (1, 2) nacheinander in mehrere Gießformen (10) abgegossen wird bis zur Entleerung des Nutzinhaltes.

9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im gießenden Tiegelofen (1, 2) die Temperatur der Schmelze konstant gehalten wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass beide Tiegelöfen (1, 2) mit einem einzigen Deckel (8) mit Steigrohr (9) betrieben werden .

11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Steigrohr (9) verwendet wird, das aus anorganisch-chemisch oder hyd raulisch gebundenen Feuerbetonen besteht.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Steigrohr (9) aus einem Feuerbeton verwen det wird, der wahlweise A1203, Si02, Fe203, MgO, CaO und/oder SiC enthält.

13. Kombinierte Schmelz- und Gießofenanlage mit einem Tiegelofen (1, 2) zum Herstellen und Gießfertigma chen einer Metallschmelze, einer Einrichtung zum Verbringen von zu schmelzenden Metallteilen in den Tiegelofen (1, 2), mindestens einer Gießform (10) zur Aufnahme der Metallschmelze, einer Einrichtung zum Verbringen der Gießform (10) in eine Gießposition auf dem Tiegelofen (1, 2), einem druckdichten Tiegelofendeckel (8) mit einem an diesem angeordne ten Steigrohr (9), das mit dem Tiegelofendeckel (8) eine Einheit bildet, einer Beheizungseinrichtung für das Steigrohr (9), einer Hub- und Verfahreinrichtung für den Tiegelofendeckel (8) mit Steigrohr (9) und einer Einrichtung zum Vergießen der hergestellten Metallschmelze durch Druckbeaufschlagung der Schmel ze im Tiegelofen (1, 2) oder durch Applizieren eines Unterdrucks in der Gießform (10) und Zuführen der Metallschmelze mit Hilfe des Steigrohres (9) des Tiegelofens (1, 2) von unten in die Gießform (10) .

14. Anlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,

dass sie mit einer verfahrbaren Chargiereinrichtung (3, 4) für das Chargiergut zum Herstellen der Metallschmelze versehen ist.

15. Anlage nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekenn- zeichnet, dass sie eine Absaugeinrichtung zur Entfernung der während des Schmelzens entstehenden Rauchgase oberhalb des Tiegelofens (1, 2) aufweist.

16. Anlage nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Verbringen der Metallteile in den Tiegelofen (1, 2) mit einer Haube (5, 6) zur Abdeckung des Tiegelofens (1, 2) versehen ist. 17. Anlage nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Doppelofenanlage ausgebildet ist.

18. Anlage nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass sie derart eingerichtet ist, dass sich der eine Tiegelofen (1, 2) im Schmelzmodus und der andere Tiegelofen (1, 2) im Gießmodus befindet.

19. Anlage nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass sie Einrichtungen zum Konstanthalten der Temperatur im gießenden Ofen aufweist.

20. Anlage nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Einrichtung zum Fluten des Zwischenraumes zwischen der Schmelzoberfläche und dem Ofendeckel (8) mit einem Inertgas aufweist.

21. Anlage nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Steigrohr (9) aufweist, das aus anorganisch-chemisch oder hydraulisch gebundenem Feuerbeton besteht.

22. Anlage nach einem der Ansprüche 13 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Steigrohr (9) aus einem Feuerbeton besteht, der wahlweise AI2O3, S1O2, Fe2Ü3, MgO, CaO und/oder SiC enthält.

Description:
Schmelz- und Gießverfahren und kombinierte Schmelz- und

Gießofenanlage

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum

Schmelzen von Metallteilen und zum Gießen der Schmelze in mindestens eine Gießform.

Bei einem Verfahren dieser Art werden die Metallteile, beispielsweise Eisenschrott, in einen Tiegelofen verbracht und wird im Tiegelofen eine Metallschmelze hergestellt, die gießfertig gemacht wird. Neben dem Schwerkraftgießen ist hierbei ein Niederdruckgießverfahren bekannt, bei dem eine in einer Pfanne oder in einer eigens dafür ausgebildeten Gießofenanlage befindliche, gießfertig vorbereitete Metallschmelze mit Hilfe von Druck, welcher auf die Badoberfläche wirkt, durch ein Steigrohr oder durch ein Siphonrohr in die entsprechende Gießform gedrückt wird. Ein derartiges Verfahren hat den Vorteil, dass hiermit ein turbulenzarmes bis turbulenzfreies Formfüllen möglich ist. Bei dem Verfahren dieser Art werden beispielsweise Gießformen eingesetzt, die

Bestätigungskopie - aus chemisch gebundenem Sand als kastenlose (vertikale oder horizontale Teilung, mit Kernen zur Bildung der Innenkontur) oder kastengebundene Gießform (Unter- und Oberkasten, mit Kernen) ausgeführt sind,

- aus einer Schicht (1 cm - > 1 cm) chemisch gebundenen Sandes (mit Kernen zur Bildung der Innenkontur) auf einer metallischen Trägerform, wie z.B. bekannt aus DE 103 52 179 B4, gebildet werden,

- aus durch Unterdrück und Vibration verdichteten Sandformen (loser Sand, keine chemischen Binder, lost foam casting) bestehen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schmelz- und Gießverfahren der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, mit dem auf einfache und sichere Wei se eine besonders gute Gussqualität erreichbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der angegebenen Art gelöst, das die folgenden Schritte umfasst: a. Verbringen der Metallteile in einen Tiegelofen; b. Herstellen einer Metallschmelze und Gießfertigmachen derselben im Tiegelofen; c. Beheizen eines an einem Deckel des Tiegelofens angeordneten Steigrohres in einer vom Tiegelofen entfern ten Position; d. Verbringen des Deckels mit beheiztem Steigrohr in eine den Tiegelofen verschließende Position, in der das Steigrohr in die Metallschmelze ragt; e. Verbringen der Gießform in eine Gießposition auf dem Deckel und über dem Steigrohr; und f . Vergießen der Metallschmelze durch das Steigrohr von unten in die Gießform durch Druckbeaufschlagung der

Schmelze im Tiegelofen oder durch Applizieren eines Unterdrucks in der Gießform.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die zu schmel- zenden Metallteile in den Tiegelofen eingebracht, was in herkömmlicher Weise bzw. mit herkömmlichen Einrichtungen (Schwingförderer etc.) durchgeführt werden kann. Im Tiegelofen wird aus den Metallteilen eine Metallschmelze herge stellt, die in entsprechender Weise gießfertig gemacht wird. Zum Vorbereiten des Gießvorganges, der von unten durch Druckbeaufschlagung oder durch Unterdruckerzeugung in der Gießform (Niederdruckgießen) erfolgen soll, wird ein an einem Deckel des Tiegelofens angeordnetes Steigrohr, das vorzugsweise in den Deckel integriert ist, in einer vom Tiegelofen entfernten Position erhitzt, um den Temperatur unterschied zwischen Metallschmelze und Steigrohr zu redu zieren. Der Deckel wird dann mit dem beheizten Steigrohr in eine den Tiegelofen verschließende Position gebracht, in der das Steigrohr in die Metallschmelze ragt. Der Tiegel- ofen ist dann gießfertig gemacht. Nach Abschluss des Gieß vorganges wird der Deckel mit Steigrohr vom Tiegelofen ent- fernt und die nächste Schmelze begonnen. Das Steigrohr ist aufgrund seiner Zusammensetzung für eine mehrfache Verwendung vorgesehen.

Der hier verwendete Begriff „Steigrohr” soll ebenfalls ein eine entsprechende Funktion erfüllendes Siphonrohr umfassen .

Eine Gießform, in die die Metallschmelze vergossen werden soll und die eine eingangs beschriebene Ausführungsform besitzen kann, wird dann in eine Gießposition auf dem Deckel und über dem Steigrohr gebracht, wonach die Metallschmelze durch Druckbeaufschlagung der Schmelze im Tiegelofen oder durch Unterdruckerzeugung in der Gießform durch das Steigrohr von unten in die Gießform eingeführt wird. Hierdurch werden die vorstehend erwähnten Vorteile des Niederdruckgießens im Vergleich zum Schwerkraftgießen bzw. Kippgießen erzielt.

Zur Druckbeaufschlagung der Schmelze wird vorzugsweise der Zwischenraum zwischen der Schmelzbadoberfläche und dem Ofendeckel mit einem Inertgas geflutet.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass das für den Gießprozess benötigte Steig rohr an einer vom Tiegelofen entfernten Stelle beheizt wird, welcher Vorgang gleichzeitig mit dem Herstellen der Metallschmelze im Tiegelofen durchgeführt werden kann. Da das Steigrohr am Deckel angeordnet bzw. in diesen inte griert ist, kann der Deckel mit erhitztem Steigrohr unmit telbar nach dem Gießfertigmachen der Metallschmelze auf dem Tiegelofen angeordnet werden, wobei das Steigrohr entsprechend erwärmt und ein Temperaturausgleich zwischen Steigrohr und Schmelze erfolgt ist. Nach der Installation des Deckels mit Steigrohr kann eine Gießform in ihre Gießposi- tion gebracht werden, wonach der Gießvorgang begonnen werden kann.

Hierdurch ergibt sich insgesamt ein Gießverfahren mit guter zeitlicher Steuerung (rascher Ablauf) mit entsprechendem Temperaturausgleich.

In Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Tiegelofen während des Herstellens der Metallschmelze und Gießfertigmachens derselben von einem als Haube ausgebilde- ten Teil einer Einrichtung zum Verbringen der Metallteile in den Tiegelofen abgedeckt. Mit Hilfe einer derartigen Haube wird das Entweichen von Rauchgasen, die sich während der Herstellung der Metallschmelze bilden, verhindert. Zusätzlich sieht die Erfindung in Weiterbildung vor, dass die während des Herstellens der Metallschmelze entstehenden

Rauchgase oberhalb des Tiegelofens abgesaugt werden. Erfindungsgemäß werden daher die Schritte der Abdeckung des Tiegelofens und der Absaugung der Rauchgase vorzugsweise miteinander kombiniert.

Was den erfindungsgemäßen Deckel mit Steigrohr betrifft, so wird dieser vorzugsweise zwischen einer Warteposition, in der das Steigrohr beheizt wird, und einer Schließposition des Tiegelofens hin- und herbewegt. Als Steigrohr findet vorzugsweise ein solches Verwendung, das aus anorganisch-chemisch oder hydraulisch gebundenen Feuerbetonen besteht. Dabei kommen zweckmäßigerweise Feuerbetone zum Einsatz, die wahlweise A1203, Si02, FE203, MgO, CaO und/oder SiC enthalten.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch mit zwei Tiegel öfen realisiert werden, wobei wechselweise einer im

Schmelzmodus und einer im Gießmodus betrieben wird. Bei diesem Verfahren werden einerseits Ofengröße und -leistung sowie andererseits die Gießkapazität vorzugsweise derart dimensioniert, dass die Zeiten für die gießfertige Vorbereitung der Schmelze und die Gießzeit selbst angeglichen sind. Wenn mit zwei Tiegelöfen gearbeitet wird, kann ein einziger Deckel mit Steigrohr Verwendung finden, der abwechselnd auf dem einen Tiegelofen und dem anderen Tiegelofen angeordnet und dazwischen in einer Warteposition vorgesehen wird, in der die Beheizung des Steigrohres stattfindet. Befindet sich der Deckel mit Steigrohr auf dem einen Tiegelofen, wird mit diesem ein Gießprozess durchgeführt, während mit dem anderen Tiegelofen die zu schmelzenden Metallteile in den Tiegelofen verbracht werden und/oder ein Schmelzprozess stattfindet. Ist der Gießprozess beendet, wird der Deckel mit Steigrohr vom Tiegelofen abgezogen und wieder in die Warteposition zum Beheizen geführt oder direkt auf den anderen Tiegelofen gesetzt, wenn das Steigrohr noch eine ausreichend hohe Temperatur besitzt.

Natürlich kann erfindungsgemäß ein einziger Deckel mit Steigrohr auch mehr als zwei Tiegelöfen zugeführt werden, was erfindungsgemäß nicht ausgeschlossen werden soll. Vorzugsweise wird im schmelzenden Tiegelofen die Schmelze bezüglich Temperatur, chemischer Analyse und Entschlackung gießfertig vorbereitet. Dies ist unabhängig davon, ob beim erfindungsgemäßen Verfahren ein oder mehr Tiegelöfen Verwendung finden.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können eine oder mehrere Gießformen Verwendung finden. Finden mehrere Gießformen Verwendung, wird der Nutzinhalt des gießenden Tiegelofens nacheinander in mehrere Gießformen abgegossen, und zwar bis zur Entleerung des Nutzinhaltes des Tiegelofens. Hierbei läuft der Gießvorgang daher in mehreren Stufen ab, bis der Tiegelofen entleert ist bzw. einen gewünschten Restinhalt an Metallschmelze enthält.

Vorzugsweise wird im gießenden Tiegelofen die Temperatur der Schmelze konstant gehalten, was über geeignete Heizvorrichtungen durchgeführt werden kann.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine kombinierte Schmelz- und Gießofenanlage mit einem Tiegelofen zum Her stellen und Gießfertigmachen einer Metallschmelze. Diese Anlage ist mit folgenden Einrichtungen versehen:

Einer Einrichtung zum Verbringen von zu schmelzenden Metallteilen in den Tiegelofen; mindestens einer Gießform zur Aufnahme der Metallschmelze; einer Einrichtung zum Verbringen der Gießform in eine Gießposition auf dem Tiegelofen; einem druckdichten Tiegelofendeckel mit einem an diesem an- geordneten Steigrohr, das mit dem Tiegelofendeckel eine Einheit bildet; einer Beheizungseinrichtung für das Steigrohr; einer Hub- und Verfahreinrichtung für den Tiegelofendeckel mit Steigrohr und einer Einrichtung zum Vergießen der hergestellten Metallschmelze durch Druckbeaufschlagung der Schmelze im Tiegel- ofen oder durch Applizieren eines Unterdrucks in der Gieß form (10) und Zuführen der Metallschmelze mit Hilfe des Steigrohres des Tiegelofens von unten in die Gießform.

Die Einrichtung zum Verbringen von zu schmelzenden Metall- teilen in den Tiegelofen kann beispielsweise einen Schwing förderer umfassen. Die Einrichtung zum Verbringen der Gießform in eine Gießposition auf dem Tiegelofen kann in herkömmlicher Weise ausgebildet sein. Diese Einrichtung kann so gestaltet sein, dass eine Vielzahl von Gießformen in die Gießposition auf dem Tiegelofen geführt und nach dem Füllen der Gießformen aus dieser Position abgeführt wird.

Erfindungswesentlich ist, dass der Tiegelofen druckdicht ausgeführt ist und einen druckdichten Tiegelofendeckel mit einem an diesem befestigten Steigrohr aufweist. Dieses

Steigrohr bildet mit dem Deckel eine Einheit. Der Tiegel- ofendeckel mit Steigrohr wird zwischen einer Gießposition auf dem Tiegelofen und einer Warteposition mit einer Hub- und Verfahreinrichtung hin- und herbewegt. In der Wartepo sition sorgt eine Beheizungseinrichtung für das Steigrohr dafür, dass dieses auf eine erhöhte Temperatur gebracht wird, um den Temperaturunterschied zur Metallschmelze zu verringern .

Die vorgesehene Einrichtung zum Vergießen der hergestellten Metallschmelze umfasst eine Einrichtung, die die Metallschmelze innerhalb des Tiegelofens mit einem Druckgas beaufschlagt, um die Metallschmelze aufwärts durch das Steigrohr in die auf dem Tiegelofen angeordnete Form zu überführen. Es kann auch eine Einrichtung Verwendung finden, die einen Unterdrück in der Gießform erzeugt.

Zur Druckbeaufschlagung ist vorzugsweise eine Einrichtung vorgesehen, die den Zwischenraum zwischen der Schmelzbad oberfläche und dem Ofendeckel mit einem Inertgas flutet.

Die erfindungsgemäße Schmelz- und Gießformanlage ist insbe sondere mit einer verfahrbaren Chargiereinrichtung für das Chargiergut zum Herstellen der Metallschmelze versehen. Wie erwähnt, kann eine derartige Chargiereinrichtung beispiels weise einen Schwingförderer umfassen. Besonders bevorzugt ist die Einrichtung zum Verbringen der Metallteile in den Tiegelofen mit einer Haube zur Abdeckung des Tiegelofens versehen. Diese Haube weist insbesondere eine Absaugein richtung zur Entfernung der während des Schmelzens entste henden Rauchgase auf. Speziell ist daher die Chargiereinrichtung so ausgebildet, dass sie sowohl eine Fördereinrichtung für die Metallteile als auch eine damit verbundene Haube umfasst, die die Ober seite des Tiegelofens abdeckt und als Deckel beim

Schmelzprozess wirkt. Wie erwähnt, ist die Haube vorzugs weise mit einer Absaugeinrichtung gekoppelt, die die Rauchgase abzieht, so dass diese nicht in die Umgebung entwei chen können. Bei einer speziellen Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Anlage als Doppelofenanlage ausgebildet. Diese Anlage ist vorzugsweise so eingerichtet, dass sich der eine Tiegelofen im Schmelzmodus und der andere Tiegelofen im Gießmodus befindet. Dabei ist der Ablauf wie folgt:

Die Chargiereinrichtung mit Haube und Rauchgasabzugseinrichtung befindet sich am Tiegelofen, der im Schmelzmodus betrieben wird. In diesem Modus werden die zu schmelzenden Metallteile zugeführt und wird im Tiegelofen eine entspre- chende Metallschmelze hergestellt, die gießfertig gemacht wird. Dabei werden die gebildeten Rauchgase abgezogen.

Währenddessen befindet sich der andere Tiegelofen im Gießmodus. Hierbei ist der Tiegelofen mit dem Tiegelofendeckel mit integriertem Steigrohr versehen und wird die Metallschmelze im Ofen durch das zugeführte Druckgas durch das Steigrohr nach oben in die in der Gießposition auf dem Tiegelofen angeordnete Form geführt. Wenn der Schmelzprozess im anderen Ofen beendet ist und die Schmelze gießfertig ist, wird die Chargiereinrichtung mit Haube vom Tiegelofen entfernt und wird der Tiegelofendeckel mit integriertem Steigrohr aus einer Warteposition, in der das Steigrohr beheizt worden ist, auf den Tiegelofen gesetzt und druckdicht abgeschlossen. Es kann nunmehr der entsprechende Gießvorgang durchgeführt werden. Bei dem anderen Tiegelofen ist inzwischen der Gießvorgang beendet worden, so dass die Chargiereinrichtung mit Haube an den Tiegelofen herangefahren werden kann, um die Metallteile zuzuführen und zu schmelzen. Hierbei findet daher ein einziger Tiegelofendeckel mit integriertem Steigrohr Verwendung, der zwischen dem einen und dem anderen Tiegelofen hin- und herwandert.

Die Anlage ist ferner vorzugsweise mit Einrichtungen zum Konstanthalten der Temperatur im gießenden Ofen versehen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung im Einzelnen beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 eine räumliche Darstellung einer Doppelofenanlage;

Figur 2 einen Teil der Anlage der Figur 1 mit Chargiervorrichtung und Tiegelofen in der Sei tenansicht;

Figur 3 einen Vertikalschnitt durch einen Tiegelofen der Anlage im Gießprozess; und Figur 4 einen Teil der Anlage in räumlicher Darstellung .

Bei der in den Figuren dargestellten kombinierten Schmelz- und Gießofenanlage handelt es sich um eine Doppelofenanlage, die zwei benachbart zueinander angeordnete Tiegelöfen 1 und 2 aufweist. Hierbei befindet sich der in der Figur links dargestellte Tiegelofen 1 in einem Gießprozess, in dem Gießformen 10 mit der im Tiegelofen 1 erschmolzenen Metallschmelze beschickt werden, während sich der in der Figur rechts dargestellte Tiegelofen 2 in einem Schmelzpro zess befindet, in dem Metallteile im Tiegelofen 2 erschmolzen werden. Die Anlage besitzt einen einzigen Tiegelofendeckel 8, der abwechselnd von dem einen Ofen 1 und dem anderen Ofen 2 benutzt wird. Am Tiegelofendeckel 8 ist ein sich mittig nach unten erstreckendes Steigrohr 9 angeordnet, das für den nachfolgend beschriebenen Gießvorgang benötigt wird. In Figur 1 sind zur besseren Erläuterung zwei Tiegelofendeckel 8 dargestellt, von denen sich der eine auf dem Tiegelofen 1 befindet, während der andere Deckel 8 über einer Beheizungseinrichtung 7 für das Steigrohr 9 dargestellt ist .

Jeder Tiegelofen 1, 2 ist mit einer geeigneten Chargiervorrichtung 3, 4 versehen, die herkömmlich ausgebildet ist und einen geeigneten Schwingförderer zur Zuführung von zu schmelzenden Metallteilen in den Tiegelofen aufweist. Die jeweilige Chargiervorrichtung 3, 4 umfasst eine an deren vorderen Ende angeordnete Haube 5, 6, welche bei der Förde rung der zu schmelzenden Metallteile in den Tiegelofen die Oberseite des Tiegelofens abdeckt. Auf diese Weise wird während des Schmelzens der Metallteile ( Schmelzprozess ) ein Entweichen von Rauchgasen in die umgebende Atmosphäre verhindert. Hierzu ist die Chargiervorrichtung 3 ferner mit einer geeigneten Abzugseinrichtung versehen.

Die mit der Metallschmelze zu füllenden Gießformen sind bei 10 dargestellt. Die Gießformen 10 werden sukzessive auf den Deckel 8 eines Tiegelofens geführt, wie bei dem linken Ofen in Figur 1 dargestellt. Nachdem die Gießform gefüllt worden ist, wird sie in der Figur nach links vom Deckel abgeführt.

Die in Figur 1 dargestellte kombinierte Schmelz- und Gießofenanlage wird in der folgenden Weise betrieben:

Die Chargiervorrichtung 4 wird in einer vom Tiegelofen be- abstandeten Stellung mit zu schmelzenden Metallteilen (Metallschrott) gefüllt, und die Metallteile werden in den oben offenen Tiegelofen eingeführt. Dabei deckt die Haube 6 die Oberseite des Tiegelofens ab. Dieser Zustand ist in Fi gur 1 bei dem in der Darstellung rechten Tiegelofen 2 dar gestellt .

Die Metallteile werden nunmehr in geeigneter Weise im Tie gelofen 2 erschmolzen, so dass eine im Ofen befindliche Me tallschmelze resultiert. Hierbei werden die beim

Schmelzprozess entstehenden Rauchgase durch die Haube 6 an einem Entweichen in die Atmosphäre gehindert und über eine geeignete Abzugseinrichtung abgezogen. Nach dem Beenden des Schmelzvorganges wird die Metallschmelze über geeignete bekannte Maßnahmen gießfertig gemacht. Während sich der Tiegelofen 2 im vorstehend beschriebenen Schmelzvorgang befindet, befindet sich der Tiegelofen 1 im Gießvorgang. Hierzu wird nach Beendigung des SchmelzVorganges die Chargiervorrichtung 3 vom Ofen abgezogen und ein Tiegelofendeckel 8 mit mittig nach unten ragendem Steigrohr 9 auf den Tiegelofen 1 gesetzt. Dieser Tiegelofendeckel 8 mit Steigrohr 9 hat sich getrennt vom Ofen in einer geeigneten Beheizungsvorrichtung 7 befunden, um den Temperaturunterschied zwischen Steigrohr 9 und der Metallschmelze zu reduzieren. Nach dem geeigneten Aufheizen des Steigrohres 9 wird der Deckel 8 mit Steigrohr 9 aus der Beheizungsvorrichtung 7 entfernt und auf den Tiegelofen 1 gesetzt, so dass dieser auf diese Weise druckdicht verschlossen wird.

Es wird dann eine geeignete Gießform 10 zur Aufnahme der Metallschmelze auf dem Deckel in einer geeigneten Gießposition angeordnet. Dieser Zustand ist in Figur 1 bei dem linken Tiegelofen 1 dargestellt.

Die Metallschmelze wird dann durch das Steigrohr 9 von un- ten in die Gießform 10 durch Druckbeaufschlagung der

Schmelze im Tiegelofen über ein in den Tiegelofen eingeführtes Inertgas eingeführt. Dieser Niederdruckgießvorgang ist als solcher bekannt. Die verfüllte Gießform 10 wird dann vom Tiegelofen abgezogen, und der mit. dem Steigrohr 9 versehene Deckel 8 wird wieder vom Tiegelofen 1 entfernt und in seine Position in der Beheizungsvorrichtung 7 überführt. Danach kann die Chargiervorrichtung 3 mit Haube 5 wieder zum Tiegelofen bewegt werden, um diesen erneut mit Metallteilen zu füllen. Es versteht sich, dass so lange geeignete Gießformen 10 mit der Metallschmelze verfüllt werden, bis der Tiegelofen ent leert worden ist.

Bei der dargestellten Doppelofenanlage befindet sich daher immer ein Tiegelofen im Schmelzprozess, während sich der andere im Gießprozess befindet. Es findet ein einziger Tiegelofendeckel 8 mit integriertem Steigrohr 9 Verwendung, der von beiden Tiegelöfen 1, 2 benutzt wird und von einer zwischen den Öfen angeordneten Beheizungsvorrichtung 7 zum Beheizen des Steigrohres 9 abwechselnd jedem Tiegelofen zugeführt wird.

Figur 2 zeigt den Tiegelofen 1 in der Schmelzposition, in der die Chargiervorrichtung 3 die zu schmelzenden Metall teile von oben in den Tiegelofen 1 einführt, wobei die vor gesehene Haube 5 den Tiegelofen von oben abdeckt. In dieser Stellung findet danach der Schmelzvorgang im Tiegelofen 1 statt, wobei die entstehenden Rauchgase von der Haube 5 aufgefangen und über eine geeignete Abzugseinrichtung abgeführt werden. Die Chargiervorrichtung 3 ist hierbei wannenförmig ausgebildet und mit einem geeigneten Schwingförderer versehen, der in herkömmlicher Weise ausgebildet sein kann.

Figur 3 zeigt den Tiegelofen 1 im Vertikalschnitt. Der Ofen befindet sich hierbei in der Gießposition, in der ein Tiegelofendeckel 8 mit integriertem Steigrohr 9 auf dem Tiegelofen angeordnet ist und diesen druckdicht verschließt. Auf dem Deckel 8 befindet sich eine entsprechende Gießform 10, in die die zu vergießende Metallschmelze eingeführt wird, indem das Innere des Ofens mit einem Druckgas (Inert gas) beaufschlagt wird.

Figur 4 zeigt den Tiegelofen 1 in der Gießposition, in der sich der Tiegelofendeckel 8 mit integriertem Steigrohr 9 auf dem Tiegelofen befindet und diesen druckdicht verschließt. Auf dem Deckel ist eine mit der Metallschmelze zu verfüllende Gießform 10 angeordnet.

Ferner ist in Figur 4 zu erkennen, wie sich der Tiegelofendeckel 8 mit integriertem Steigrohr 9 über einer Behei zungsvorrichtung 7 für das Steigrohr befindet. Der Deckel 8 wird aus dieser Stellung in die links dargestellte Position auf dem Tiegelofen 1 bewegt. Nach Beendigung des Schmelzvorganges wird der Deckel 8 mit integriertem Steigrohr 9 in die Beheizungsvorrichtung 7 zurückbewegt, damit das Steig rohr 9 dort für den nächsten Gießvorgang aufgewärmt werden kann. Dieser Gießvorgang findet dann mit dem in Figur 4 nicht dargestellten zweiten Tiegelofen 2 statt.

Bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren und der vorstehend beschriebenen Anlage findet ein speziell ausgebildetes Steigrohr 9 Verwendung, das eine hohe Temperaturwechselbeständigkeit aufweist und insbesondere für das Vergießen von FE-Basis-Legierungen geeignet ist. Ein solches Steigrohr besteht beispielsweise aus einem geeigneten Feuerbeton. Dieser hat vorzugsweise als Hauptbestandteile A1203 oder SiC, die mit ^ 70 Gew.% enthalten sind, und Si02 mit ^ 25 Gew.%, Rest Fe203, MgO und/oder CaO mit ^ 1,1 Gew.%. Drei beispielhafte Materialien sind in der nachfolgenden Tabelle aufgeführt :

Die jeweiligen Zahlenangaben sind Gewichtsprozent. Die ersten beiden typischen Materialien 1 und 2 enthalten jeweils als Hauptbestandteil Aluminiumoxid (A1203) . Beide Materialien können entweder MgO oder CaO in geringen Mengen enthalten. Das dritte Material hat als Hauptbestandteil Si- liciumcarbid (SiC) , während Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Eisenoxid und Magnesiumoxid in geringeren Mengen enthalten sein können.