Schmelzaggregat zum Einschmelzen von Gusswerkstoffen sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Schmelze für das Gießen

B e s c h re i b u n g

Die Erfindung betrifft ein Schmelzaggregat zum Einschmelzen von

Gusswerkstoffen sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Schmelze für das Gießen.

Beim Gießen entsteht aus der Schmelze eines Gusswerkstoffes nach seinem Erstarren in einer Gussform ein fester Körper aus dem Gusswerkstoff.

Gusswerkstoffe sind insbesondere auf Basis von Eisen- sowie

Nichteisenmetallen bekannt. Um verbreitete Gusswerkstoffe handelt es sich bei Gusseisen, einer Eisen-Kohlenstoff- Verbindung, und Gussstahl.

Das Gießen von Gusswerkstoffen erfolgt in Gießereien. In Gießereien wird in Schmelzöfen, beispielsweise in Kupolöfen, aus verschiedenen Rohstoffen zunächst eine Schmelze in Form des gewünschten Gusswerkstoffes

erschmolzen. Diese Schmelze kann anschließend entweder direkt vergossen oder in einen prozesstechnisch nachgeschalteten Vergießofen überführt werden, der zum Speichern und/oder Behandeln und/oder Warmhalten der Schmelze dient, bis diese den nachgeschalteten Gus sformen zugeleitet wird, in denen aus der Schmelze ein fester Körper beziehungsweise ein Gussteil geformt wird. Insbesondere Gießverfahren unter Verwendung eines

Vergießofens haben sich bewährt, da diese einen Puffer zwischen der

Erstellung der Schmelze des Gus swerkstoffes aus den Rohstoffen und dem Vergießen der Schmelze darstellen.

Grundsätzlich haben sich entsprechend gestaltete Gießverfahren unter

Verwendung von Vergießöfen in der Praxis zwar bewährt, allerdings weisen diese auch zahlreiche Nachteile auf.

So kann es beispielsweise zu Leistungsproblemen im Verfahren führen, wenn dem Vergießofen zu wenig Schmelze vom Schmelzofen zur Verfügung gestellt wird. Ferner kann es beispielsweise zu Qualitätsproblemen hinsichtlich der Schmelze kommen, wenn die Zuleitung von Schmelze aus dem Vergießofen zu den Gussformen stockt; denn in diesem Fall kann es bei der für eine längere Zeit in dem Vergießofen verweilenden Schmelze durch einen Abbrand zu einer Veränderung der chemischen Zusammensetzung der Schmelze kommen.

Ferner kann der Transport der Schmelze vom Schmelzofen zum Vergießofen problematisch sein. Denn in der Regel wird die Schmelze hierzu in geeigneten Gefäßen, beispielsweise mittels eines Gabelstaplers , transportiert, was mit der Gefahr von Personenschäden im Falle eines Unfalls verbunden sein kann.

Ferner müs sen der Schmelz- und Vergießofen ein großes Fas sungsvermögen aufweisen, so das s ein ausreichender Puffer an Schmelze des Gus swerkstoffes zur Verfügung steht. Bei einem typischen Durchsatz von beispielsweise etwa 10 t Gus swerkstoff pro Stunde weisen Schmelzöfen beispielsweise etwa 10 t Fas sungsvermögen für den Gusswerkstoff beziehungsweise der

zugrundeliegenden Rohstoffe und Vergießöfen beispielsweise ein

Fas sungsvermögen von 3 t bis 10 t schmelzflüssigem Gusswerkstoff, beispielsweise einer Gusseisenschmelze, auf.

Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass die vorbezeichneten Probleme, die sich aus der bekannten Technologie zum Vergießen von Gus swerkstoffen ergeben, insbesondere an der Kopplung von Schmelzofen und Vergießofen zueinander liegen. Die erfinderische Grundidee besteht daher darin, eine Technologie zur Verfügung zu stellen, mit der eine Entkopplung von Schmelzofen und

Vergießofen möglich ist.

Der Erfindung liegt vor diesem Hintergrund die Aufgabe zu Grunde, ein Schmelzaggregat zum Einschmelzen von Gus swerkstoffen sowie ein

Verfahren zur Herstellung einer Schmelze für das Gießen zur Verfügung zu stellen, durch welche ein Gießen von Gus swerkstoffe möglich ist, bei dem sich die vorbezeichneten Probleme nicht mehr ergeben. Insbesondere soll erfindungsgemäß eine Technologie zur Verfügung gestellt werden, durch welche eine vollständige Entkopplung von Schmelzofen einerseits und

Vergießofen andererseits möglich ist.

Erfindungsgemäß zur Verfügung gestellt wird ein Schmelzaggregat zum Einschmelzen von Gusswerkstoffen mit folgenden Merkmalen :

Einem ersten Ofengefäß und einem zweiten Ofengefäß ;

das erste Ofengefäß ist zum Einschmelzen von Gus swerkstoffen sowie zur Aufnahme der durch das Einschmelzen gebildeten Schmelze ausgebildet; das zweite Ofengefäß ist dem ersten Ofengefäß derart prozes stechnisch nachgeschaltet, das s in dem ersten Ofengefäß aus Gusswerkstoffen gebildete Schmelze in das zweite Ofengefäß leitbar ist; das zweite Ofengefäß ist zur Aufnahme der von dem ersten Ofengefäß in das zweite Ofengefäß leitbaren Schmelze sowie zum Erhöhen der Temperatur der aufgenommenen Schmelze auf deren Gießtemperatur ausgebildet.

Unter Einschmelzen wird erfindungsgemäß die Herstellung einer Schmelze aus einem festen Werkstoff, insbesondere einem festen Gus swerkstoff verstanden.

Bei einem Gusswerkstoff kann es sich erfindungsgemäß um einen beliebigen Gus swerkstoff für das Gießen handeln, insbesondere um einen Gus swerkstoff in Form von Gus seisen oder Gus sstahl.

Bei der Gießtemperatur handelt es sich um die Temperatur der Schmelze des Gus swerkstoffes , die diese im Ofenaggregat wunschgemäß für das

anschließende Vergießen in Gus sformen aufweisen soll. In der Regel ist diese Gießtemperatur um einige Grad Celsius über die optimale Temperatur beim anschließenden Gießen überhitzt, so dass die Gießtemperatur auch als

Überhitzungstemperatur bezeichnet wird.

Indem das zweite Ofengefäß dem ersten Ofengefäß prozes stechnisch nachgeschaltet ist, ist zum Ausdruck gebracht, dass bei regulärem Betrieb des erfindungsgemäßen Schmelzaggregates in dem ersten Ofengefäß erzeugte Schmelze anschließend in das zweite Ofengefäß gelangt beziehungsweise geleitet wird.

Erfindungsgemäß wurde festgestellt, das s mit dem erfindungsgemäßen

Schmelzaggregat eine völlige Entkopplung der Erstellung einer Schmelze des Gus swerkstoffes aus den Rohstoffen einerseits und der Bereitstellung einer solchen Schmelze für deren Verguss in Gus sformen andererseits möglich ist. Denn das erfindungsgemäße Schmelzaggregat ermöglicht sowohl das Einschmelzen eines festen Gusswerkstoffes sowie die Behandlung der

Schmelze derart, das s diese insbesondere für das Vergießen zur Verfügung steht, insbesondere deren Gießtemperatur aufweist. Hierzu weist das erfindungsgemäße Schmelzaggregat ein erstes Ofengefäß auf, in dem aus dem festen Gus swerkstoff zunächst eine Schmelze des Gus swerkstoffes herstellbar ist. Zur Behandlung dieser Schmelze derart, das s diese in einer für das Vergießen gewünschten Form vorliegt, insbesondere die gewünschte

Gießtemperatur aufweist, weist das erfindungsgemäße Schmelzaggregat das zweite Ofengefäß auf. Ein besonderes Merkmal des erfindungsgemäßen Schmelzaggregates liegt dabei insbesondere auch darin, das s das zweite Ofengefäß nicht nur zum Warmhalten der aus dem ersten Ofengefäß

aufgenommenen Schmelze ausgebildet ist, sondern zum Erhöhen der

Temperatur der vom ersten Ofengefäß aufgenommenen Schmelze. Ferner sind das erste und zweite Ofengefäß bevorzugt mit einem verhältnismäßig kleinen Volumen zur Aufnahme von Gusswerkstoff beziehungsweise einer daraus gebildeten Schmelze ausgebildet, da erfindungsgemäß erkannt wurde, das s dies zahlreiche Vorteile mit sich bringt. So wird bei einem verhältnismäßig kleinen Volumen des zweiten Ofengefäßes nur eine geringere Menge an Schmelze im Ofenaggregat flüs sig bereit gehalten und bei den typischen Durchsätzen schneller verbraucht als bei den Aggregaten nach dem Stand der Technik. Damit ergibt sich eine kurze Verweilzeit der Schmelze im

erfindungsgemäßen Ofenaggregat, insbesondere im zweiten Ofengefäß .

Hierdurch ist jedoch die Gefahr einer qualitativen Verschlechterung der Schmelze während ihres Verweilens im erfindungsgemäßen Ofenaggregat minimiert, da aufgrund der kurzen Verweilzeit insbesondere die Gefahr eines Abbrandes minimiert ist. Gleichzeitig ergibt sich aus der möglichen kurzen Verweilzeit der Schmelze im erfindungsgemäßen Ofenaggregat die

Möglichkeit eines schnellen Wechsels zwischen Schmelzen einer

unterschiedlichen, gewünschten Zusammensetzung. Ferner wird bei einem geringen Volumen des ersten und zweiten Ofengefäßes und den daraus resultierenden kürzeren Prozesszeiten nur eine geringere Energie als im Stand der Technik benötigt, um eine gewünschte Menge an Gus swerkstoff

aufzuschmelzen und für das Vergießen zur Verfügung zu stellen.

Das erste Ofengefäß weist einen Einlas s zur Eingabe von festem

Gus swerkstoff in das erste Ofengefäß auf. Bei diesem Einlas s kann es sich beispielsweise um eine Öffnung im ersten Ofengefäß handeln. Der Einlas s kann beispielsweise verschließbar sein. Bevorzugt ist der Einlas s des ersten Ofengefäßes im oberen Bereich des ersten Ofengefäßes ausgebildet.

Zum Einschmelzen von in das erste Ofengefäß eingegebenem festen

Gus swerkstoff weist das erste Ofengefäß eine Einrichtung zum Erhitzen von in dem ersten Ofengefäß befindlichem, festen Gus swerkstoff über dessen Schmelztemperatur auf. Bei dieser Einrichtung kann es sich grundsätzlich um eine beliebige aus dem Stand der Technik bekannte Einrichtung zum

Einschmelzen von Gusswerkstoffen in einem Ofengefäß handeln,

beispielsweise einen Gasbrenner. Besonders bevorzugt ist das erste Ofengefäß jedoch induktiv beheizbar. Insoweit weist das erste Ofengefäß als Einrichtung zum Einschmelzen von in dem ersten Ofengefäß befindlichem Gus swerkstoff eine Induktionseinrichtung, insbesondere eine Induktions spule auf, durch die das erste Ofengefäß induktiv beziehungsweise mittels Induktion beheizbar ist. Insgesamt kann das erste Ofengefäß insoweit beispielsweise in Form eines Induktionsofens ausgebildet sein . Der besondere Vorteil eines solchen induktiv beheizbaren ersten Ofengefäßes liegt insbesondere auch darin, das s in dem ersten Ofengefäß befindlicher, fester Gus swerkstoff besonders schnell erschmelzbar ist, so das s das erste Ofengefäß sehr flexibel zum Einschmelzen von Gus swerkstoffen gewünschter unterschiedlicher Zusammensetzungen verwendbar ist. Das erste Ofengefäß ist insgesamt derart ausgebildet, das s der in dem ersten Ofengefäß befindliche Gusswerkstoff auf eine Temperatur erhitzbar ist, in der er schmilzt beziehungsweise als Schmelze vorliegt. Das erste Ofengefäß mus s jedoch nicht derart ausgebildet sein, dass die in dem ersten Ofengefäß

ausbildbare Schmelze auf Gießtemperatur erhitzbar ist. Dies kann insoweit vorteilhaft sein, als das s die Einrichtung zum Erhitzen von Gus swerkstoff in dem ersten Ofengefäß nicht derart dimensioniert werden muss , das s durch diese ein Erhitzen der aus dem Gus swerkstoff in dem ersten Ofengefäß

befindlichen Schmelze auf Gießtemperatur notwendig ist.

Es kann beispielsweise vorgesehen sein, das s das erste Ofengefäß - bezogen auf einen Durchsatz von einer Tonne Gus seisen pro Stunde - eine Einrichtung zum Erhitzen beziehungsweise Einschmelzen von in dem ersten Ofengefäß

befindlichem Gusswerkstoff mit einer Leistung von nicht mehr als 450 kW aufweist, also beispielsweise auch von nicht mehr 400 kW, 350 kW, 300 kW oder von nicht mehr als 250 kW, soweit das erste Ofengefäß zur Aufnahme eines Gus swerkstoffes in Form von Gusseisen ausgebildet ist. Soweit das erste

Ofengefäß zur Aufnahme eines Gusswerkstoffes in Form von Gus s stahl ausgebildet ist, kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das erste Ofengefäß - bezogen auf einen Durchsatz von einer Tonne Gusseisen pro Stunde - eine Einrichtung zum Erhitzen beziehungsweise Einschmelzen von in dem ersten Ofengefäß befindlichem Gus sstahl mit einer Leistung von nicht mehr als

500 kW aufweist, also beispielsweise auch von nicht mehr 450 kW,

400 kW, 350 kW, 300 kW oder von nicht mehr als 250 kW. Die Leistung der Einrichtung zum Erhitzen kann sich insbesondere linear mit dem Durchsatz ändern, also beispielsweise bei einem Durchsatz von 2 Tonnen pro Stunde doppelt so hoch und bei einem Durchsatz von 0,5 Tonnen pro Stunden halb so hoch wie die vorstehenden Leistungen sein. Soweit das erste Ofengefäß zur Aufnahme eines Gus swerkstoffes in Form von Gusseisen ausgebildet ist, kann bevorzugt vorgesehen sein, das s Gus seisen, beziehungsweise eine daraus gebildete Schmelze, in dem ersten Ofengefäß auf eine Temperatur im Bereich von 1 .000°C bis 1 .300°C erhitzbar ist,

insbesondere also beispielsweise auch auf eine Temperatur von wenigstens 1 .050°C oder 1 . 100°C oder beispielsweise höchstens auch auf eine

Temperatur von 1 .250°C oder 1 .200°C . Soweit das erste Ofengefäß zur

Aufnahme eines Gus swerkstoffes in Form von Gus sstahl ausgebildet ist, kann bevorzugt vorgesehen sein, das s Guss stahl beziehung sweise eine daraus gebildete Schmelze in dem ersten Ofengefäß auf eine Temperatur im Bereich von 1.400°C bis 1 .600°C erhitzbar ist, insbesondere also beispielsweise auch auf eine Temperatur von wenigstens 1 .450°C oder beispielsweise höchstens auch auf eine Temperatur von 1 .550°C .

Das erste Ofengefäß weist bevorzugt einen Auslas s zum Auslas sen der in dem ersten Ofengefäß gebildeten Schmelze auf.

Bevorzugt weist das erste Ofengefäß einen solchen Auslas s bodenseitig auf, so dass das erste Ofengefäß nicht gekippt werden mus s , um die Schmelze aus dem ersten Ofengefäß auszuleiten. Dies hat den Vorteil, dass das erste

Ofengefäß kontinuierlich zum Einschmelzen von Gusswerkstoffen einsetzbar ist. Ein, insbesondere bodenseitiger Auslass des ersten Ofengefäßes , kann bevorzugt verschließbar sein, beispielsweise durch einen Stopfen oder

Schieberverschlus s, wie diese für eine Pfanne oder einen Tundish aus der Stahlproduktion bekannt sind.

Das erste Ofengefäß kann innenseitig zumindest teilweise durch eine feuerfeste Auskleidung zugestellt sein, insbesondere in den Bereichen, in denen eine Schmelze aus dem Gus swerkstoff vorliegt. Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, das s das erste Ofengefäß Bereiche aufweist, an denen es innenseitig nicht durch eine feuerfeste Auskleidung zugestellt ist, insbesondere beispielsweise in den Bereichen, in denen beim Betrieb des erfindungsgemäßen Schmelzaggregates keine Schmelze aus dem

Gus swerkstoff vorliegt. Ein besonderer Vorteil eines ersten Ofengefäßes , das Bereiche aufweist, in denen es innenseitig nicht durch eine feuerfeste

Auskleidung zugestellt ist, liegt darin, dass das Ofengefäß in diesen

Bereichen wesentlich effektiver mit Heizenergie beaufschlagbar ist als an solchen Bereichen, die durch eine feuerfeste Auskleidung zugestellt sind, insbesondere, soweit das erste Ofengefäß induktiv beheizbar ist.

Das zweite Ofengefäß weist einen Einlas s zur Aufnahme der von dem ersten Ofengefäß in das zweite Ofengefäß leitbaren Schmelze des Gus swerkstoffes auf. Bei einem solchen Einlas s kann es sich beispielsweise um eine Öffnung handeln, die beispielsweise auch verschließbar sein kann. Bevorzugt ist die Öffnung oben am zweiten Ofengefäß angeordnet.

Zum Erhöhen der Temperatur der von dem ersten Ofengefäß aufgenommenen Schmelze des Gusswerkstoffes auf des sen Gießtemperatur weist das zweite Ofengefäß eine Einrichtung zum Erhitzen dieser Schmelze auf. Bei dieser Einrichtung kann es sich grundsätzlich um eine beliebige aus dem Stand der Technik bekannte Einrichtung zum Einschmelzen von Gus swerkstoffen in einem Ofengefäß handeln, beispielsweise einen Gasbrenner. Besonders bevorzugt ist das zweite Ofengefäß j edoch induktiv beheizbar. Insoweit weist das zweite Ofengefäß als Einrichtung zum Erhitzen von in dem zweiten Ofengefäß befindlicher Schmelze des Gus swerkstoffes eine

Induktionseinrichtung, insbesondere eine Induktions spule auf, durch die das zweite Ofengefäß induktiv beziehungsweise mittels Induktion beheizbar ist. Insgesamt kann das zweite Ofengefäß insoweit beispielsweise in Form eines Induktionsofens ausgebildet sein, beispielsweise in Form eines Tiegelofens, wobei die Schmelze induktiv auf die Gießtemperatur erhitzbar ist. Der besondere Vorteil eines solchen induktiv beheizbaren zweiten Ofengefäßes liegt insbesondere auch darin, das s in dem zweiten Ofengefäß befindliche Schmelze des Gusswerkstoffes besonders schnell auf deren Gießtemperatur erhitzbar ist.

Das zweite Ofengefäß weist, wie oben ausgeführt, bevorzugt ein

verhältnismäßig geringes Fassungsvermögen für die Schmelze des

Gusswerkstoffes auf. Soweit es sich bei dem Gus swerkstoff beispielsweise um Gusseisen oder Gus s stahl handelt, weist das zweite Ofengefäß beispielsweise ein Fas sungsvermögen für eine Schmelze aus Gusseisen von höchstens 20 % des Durchsatzes des erfindungsgemäßen Ofenaggregates pro Stunde auf, also beispielsweise auch von höchstens 15 , 10 % oder 5 % des Durchsatzes pro Stunde. Insbesondere, soweit das zweite Ofengefäß zur Aufnahme einer

Gusseisenschmelze im vorbezeichneten Umfang ausgebildet ist, kann die

Einrichtung - bezogen auf einen Durchsatz von einer Tonne Gus seisen pro Stunde - zum Erhitzen der in dem zweiten Ofengefäß befindlichen Schmelze eine Leistung von beispielsweise höchstens 200 kW aufweisen, also

beispielsweise auch von höchstens 150 kW, 100 kW oder von höchstens 50 kW, Soweit das zweite Ofengefäß zur Aufnahme einer Gus s stahlschmelze im vorbezeichneten Umfang ausgebildet ist, kann die Einrichtung - bezogen auf einen Durchsatz von einer Tonne Gus sstahl pro Stunde - zum Erhitzen der in dem zweiten Ofengefäß befindlichen Schmelze eine Leistung von beispielsweise höchstens 250 kW aufweisen, also beispielsweise auch von höchstens 200 kW, 150 kW, 100 kW oder von höchstens 50 kW.

Soweit das zweite Ofengefäß zum Erhöhen der Temperatur einer

Gusseisenschmelze auf Gießtemperatur ausgebildet ist, kann das zweite

Ofengefäß derart ausgebildet sein, dass die Gus seisenschmelze auf eine

Temperatur im Bereich von 1 .400°C bis 1 .600 °C erhitzbar ist, also

beispielsweise auch auf eine Temperatur von wenigstens 1 .450° und beispielsweise auch auf eine Temperatur von höchstens 1 .550 °C. Soweit das zweite Ofengefäß zum Erhöhen der Temperatur einer Guss stahlschmelze auf Gießtemperatur ausgebildet ist, kann das zweite Ofengefäß derart ausgebildet sein, das s die Guss stahlschmelze auf eine Temperatur im Bereich von 1 .600°C bis 1 .700°C erhitzbar ist, also beispielsweise auch auf eine Temperatur von wenigstens 1 .620° und beispielsweise auch auf eine Temperatur von

höchstens 1 .680 °C.

Das zweite Ofengefäß weist einen Auslas s zum Auslas sen der gebildeten Schmelze aus dem zweiten Ofengefäß auf.

Innenseitig ist das zweite Ofengefäß durch eine feuerfeste Auskleidung zugestellt, die den Ofenraum zur Aufnahme der Schmelze umgibt.

Die in dem ersten Ofengefäß gebildete Schmelze ist grundsätzlich durch beliebige, aus dem Stand der Technik bekannte Mittel zur Leitung von

Schmelzen in das zweite Ofengefäß leitbar. Beispielsweise kann die Schmelze über Rinnen, Rohre oder Kombinationen daraus vom ersten Ofengefäß in das zweite Ofengefäß leitbar sein. Diese Mittel zum Leiten der Schmelze können beispielsweise aus einem feuerfesten Werkstoff ausgebildet sein.

Bevorzugt ist das Schmelzaggregat derart ausgebildet, das s die Schmelze schwerkraftbedingt vom ersten Ofengefäß in das zweite Ofengefäß leitbar ist.

Insoweit kann besonders bevorzugt vorgesehen sein, dass der Auslas s zum Ausleiten der Schmelze aus dem ersten Ofengefäß oberhalb, also vertikal höher als der höchste Badspiegel der Schmelze im zweiten Ofengefäß angeordnet ist, also oberhalb des Einlasses des zweiten Ofengefäßes , soweit der Einlas s des zweiten Ofengefäßes oberhalb des höchsten B adspiegels der Schmelze im zweiten Ofengefäß angeordnet ist. Hierdurch ist es möglich, das s die Schmelze aus dem ersten Ofengefäß schwerkraftbedingt in das zweite Ofengefäß fließt.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, das s das erste Ofengefäß und das zweite Ofengefäß derart zueinander angeordnet sind, das s die Schmelze vom ersten Ofengefäß in freiem Fall in das zweite Ofengefäß fließt. Zur Verwirklichung dieses Erfindungsgedankens kann daher

beispielsweise vorgesehen sein, dass der Auslas s des ersten Ofengefäßes derart oberhalb des Einlas ses des zweiten Ofengefäßes angeordnet ist, das s eine aus dem Auslas s des ersten Ofengefäßes ausfließende Schmelze

schwerkraftbedingt über den Einlass des zweiten Ofengefäßes in dieses fließt.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform weist das erfindungsgemäße

Schmelzaggregat mehrere erste Ofengefäße auf. Diese können jeweils wie hierin beschrieben ausgebildet sein. Der Vorteil eines Schmelzaggregates mit mehreren ersten Ofengefäßen liegt insbesondere auch darin, dass letztere mit festen Gus swerkstoffen einer j eweils unterschiedlichen Zusammensetzung beschickt werden können, so das s die hieraus gebildeten Schmelzen in dem zweiten Ofengefäß zu einer gießfähigen Schmelze kombiniert werden können, die sich als eine Kombination der Zusammensetzungen der Schmelzen aus den ersten Ofengefäßen darstellt.

Nach einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das

erfindungsgemäße Schmelzaggregat mehrere zweite Ofengefäße aufweist. Diese können jeweils wie hierin beschrieben ausgebildet sein. Der Vorteil eines Schmelzaggregates mit mehreren zweiten Ofengefäßen liegt

beispielsweise darin, das s letztere von den ersten Ofengefäßen mit flüs sigen Gusswerkstoffen einer j eweils unterschiedlichen Zusammensetzung beschickt werden können, die beispielsweise unterschiedlichen Vergießeinrichtungen zugeleitet werden können.

Das zweite Ofengefäß ist bevorzugt zur Leitung der in dem zweiten

Ofengefäß auf Gießtemperatur erhitzen Schmelze in eine nachgeschaltete Prozess stufe ausgebildet, beispielsweise zu Leitung in wenigstens eine der folgenden Prozess stufen: eine Einrichtung zur Behandlung der Schmelze oder eine Vergießeinrichtung. Als Behandlungseinrichtung wird hierin eine

Einrichtung verstanden, durch die die Schmelze gemäß dem Stand der

Technik behandelbar ist. Als Vergießeinrichtung wird hierin eine

Gießeinrichtung verstanden, die eine oder mehrere Gussformen umfas st.

Bevorzugt ist das Schmelzaggregat derart ausgebildet, das s die in dem zweiten Ofengefäß auf Gießtemperatur erhitzte Schmelze ohne

prozesstechnischen Zwischenschritt, also insbesondere beispielsweise ohne weitere Erhitzung der Schmelze, einer Vergießeinrichtung zuleitbar ist. Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist die in dem zweiten Ofengefäß auf Gießtemperatur erhitzte Schmelze schwerkraftbedingt der Vergießeinrichtung zuleitbar, beispielsweise über Rinnen oder Rohre. Hierdurch ist ein - gegebenenfalls gefährlicher - Transport der Schmelze zu den Gus sformen nicht notwendig .

Zum Ausleiten der Schmelze aus dem zweiten Ofengefäß weist das zweite Ofengefäß bevorzugt einen Auslas s auf.

Dieser Auslass ist bevorzugt verschließbar, beispielsweise über einen Stopfen oder einen Schieberverschlus s, der gemäß einem Schieberverschlus s oder einem Stopfen für eine Pfanne oder einen Tundish aus der Stahlproduktion ausgebildet sein kann. Hierdurch kann die Schmelze aus dem Auslass des zweiten Ofengefäßes ausgelassen werden, ohne dass der Schmelzprozess im zweiten Ofengefäß unterbrochen werden müsste.

Dies hat den besonderen Vorteil, das s ein Kippen zum Auslas sen der

Schmelze aus dem zweiten Ofengefäß nicht notwendig ist, so das s der kontinuierliche Schmelzbetrieb im zweiten Gießbetrieb nicht unterbrochen werden mus s .

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Schmelze für das Gießen mit einem erfindungsgemäßen Schmelzaggregat weist die folgenden Merkmale auf:

Eingabe von festem Gus swerkstoff in das erste Ofengefäß ;

Einschmelzen des Gus swerkstoffes in dem ersten Ofengefäß ;

Leiten der in dem ersten Ofengefäß gebildeten Schmelze in das zweite

Ofengefäß ;

Erhöhen der Temperatur der von dem zweiten Ofengefäß aufgenommenen Schmelze auf deren Gießtemperatur.

Der für das erfindungsgemäße Verfahren verwendete Gusswerkstoff sowie die daraus gebildete Schmelze können wie hierin ausgeführt durch das

erfindungsgemäße Schmelzaggregat behandelt werden.

Insoweit kann der feste Gus swerkstoff bevorzugt in Form von Gus seisen oder Guss stahl vorliegen, der zunächst in dem ersten Ofengefäß beispielsweise auf 1 .000°C bis 1 .300°C beziehungsweise auf 1 .400°C bis 1 .600°C erhitzt, dann in dem zweiten Ofengefäß auf 1 .400°C bis 1 .600°C beziehungsweise 1 .600°C bis 1 .700°C erhitzt wird und schließlich aus dem zweiten Ofengefäß an eine nachgeschaltete Behandlungs- oder Vergießeinheit weitergeleitet werden kann. Das erfindungsgemäße Verfahren kann Bestandteil eines weitergehenden Verfahrens zur Herstellung der vergießfähigen Schmelze sein . Ein zentraler Erfindungsgedanke dieses weitergehenden, erfindungs gemäßen Verfahrens liegt darin, dass die Schmelze - im Unterschied zu dem aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren - zwischen dem erstmaligen Erschmelzen des Gusswerkstoffes aus den Rohstoffen und der zur Verfügungstellung einer vergießfähigen Schmelze hieraus abgekühlt wird, so das s aus der zunächst gebildeten Schmelze ein fester Gus swerkstoff gebildet wird.

Insoweit wird, wie oben ausgeführt, gemäß dem Stand der Technik zunächst aus den Rohstoffen, insbesondere Roheisen und Schrott, eine Gus seisen- oder Guss stahlschmelze einer gewünschten Zusammensetzung erstellt, die entweder unmittelbar vergossen oder im flüs sigen Zustand anschließend einem nachgeschalteten Vergießofen zugeleitet wird, von wo aus sie den Vergießeinheiten zugeleitet wird. Nach dem Stand der Technik verbleibt die aus den Rohstoffen gebildete Schmelze daher zwischen ihrem Erschmelzen und dem Vergießen stets in einem schmelzflüssigen Zustand.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zunächst aus den Rohstoffen jedoch eine Schmelze eines Gusswerkstoffes einer gewünschten

Zusammensetzung gebildet, die man anschließend erkalten läs st. Dieser erkaltete Gusswerkstoff wird anschließend in dem ersten Ofengefäß des erfindungsgemäßen Schmelzaggregates eingeschmolzen.

Das weitergehende, erfindungsgemäße Verfahren weist demnach die folgenden, weiteren, dem oben beschriebenen Verfahren vorhergehenden Verfahrens schritte auf:

Erstellen einer Schmelze eines Gus swerkstoffes ;

Erkaltenlas sen der Schmelze zu einem festen Gus swerkstoff; Zur Verfügungstellung des festen Gus swerkstoffes zur Eingabe des festen Gusswerkstoffes in das erste Ofengefäß .

Dieses Verfahren weist insbesondere den Vorteil auf, dass das Einschmelzen des Gus swerkstoffes in dem erfindungsgemäßen Schmelzaggregat von dem Erschmelzen und Herstellen des Gusswerkstoffes einer gewünschten

Zusammensetzung entkoppelbar ist.

Insoweit können die festen Gus swerkstoffe, mit denen das erfindungsgemäße Schmelzaggregat bestückt wird, beispielsweise in beliebigem Umfang vorproduziert werden, so das s sie bei Bedarf dem erfindungsgemäßen

Schmelzaggregat ohne Verzögerung zugeführt werden können.

Ferner läs st es die Erfindung zu, dass die Herstellung eines festen

Gus swerkstoffes einer gewünschten Zusammensetzung einerseits von dem Einschmelzen dieses Gus swerkstoffes in dem erfindungsgemäßen

Schmelzaggregat andererseits zeitlich und räumlich getrennt erfolgt. S o kann die Herstellung des festen Gus swerkstoffes, mit dem das erfindungsgemäße Schmelzaggregat bestückt wird, beispielsweise in einer anderen

Produktionsstätte als das Einschmelzen dieses Gus swerkstoffes in dem erfindungsgemäßen Schmelzaggregat erfolgen.

Ferner kann das erfindungsgemäße Schmelzaggregat verhältnismäßig klein dimensioniert werden.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren sowie der zugehörigen Figurenbeschreibung.

Sämtliche Merkmale der Erfindung können, einzeln oder in Kombination, beliebig miteinander kombiniert sein. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figurenbeschreibung näher erläutert.

Dabei zeigt

Figur 1 ein erfindungsgemäßes Schmelzaggregat in einer seitlichen

Schnittansicht.

Das in Figur 1 insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnete

Schmelzaggregat ist in stark schematisierter Ausführungsform in einer seitlichen Schnittansicht dargestellt.

Das Schmelzaggregat 1 umfas st ein erstes Ofengefäß 3 sowie ein zweites Ofengefäß 5.

Das erste Ofengefäß 3 ist als Induktionsofen ausgebildet. Das erste Ofengefäß 3 umfas st einen Blechmantel 7 , der innenseitig bodenseitig und in den, dem Boden benachbarten Abschnitten der Seitenwände durch einen feuerfesten Werkstoff 9 zugestellt ist. Der obere Bereich der Seitenwände des ersten Ofengefäßes 3 ist nicht durch feuerfesten Werkstoff 9 zugestellt. Der feuerfeste Werkstoff 9 umschließt den Ofenraum 13 des ersten Ofengefäßes 3 damit allein bodenseitig. Außenseitig ist der Blechmantel 7 von einer

Induktionsspule 1 1 umfas st, so dass im Ofenraum 13 befindlicher

Gus swerkstoff induktiv erhitzbar ist. Oberseitig weist das erste Ofengefäß 3 einen Einlas s 12 auf, über den fester Gus swerkstoff in den Ofenraum 13 eingebbar ist. Der Einlas s 13 ist durch eine Klappe 15 verschließbar. Bodenseitig weist das erste Ofengefäß 3 einen Auslass 17 zum Auslassen von in dem Ofenraum 13 des ersten Ofengefäßes 3 gebildeter Schmelze aus dem Gusswerkstoff auf. Der Auslas s 17 ist durch einen Stopfen 19 verschließbar. Der Ofenraum 13 des ersten Ofengefäßes 3 ist derart ausgebildet, dass in diesem eine Schmelze aus Gusswerkstoff bis zu einer Badhöhe 21

aufgenommen werden kann.

Der Durchsatz des ersten Ofengefäßes 3 beträgt etwa 10 t Gus seisen pro Stunde. Um diese Menge festen Gus seisens pro Stunde einschmelzen zu können, ist der Ofenraum 13 beziehungsweise das im Ofenraum 13

befindliche Gusseisen durch die Induktionsspule 1 1 mit einer Energie von etwa 4.000 kW beaufschlagbar.

Unterhalb des ersten Ofengefäßes 3 ist das zweite Ofengefäß 5 angeordnet. In seinem Grundaufbau entspricht das zweite Ofengefäß 5 im Wesentlichen dem ersten Ofengefäß 3. Insoweit weist auch das zweite Ofengefäß 5 einen

Blechmantel 23 auf, der innenseitig mit seinem feuerfesten Werkstoff 25 zugestellt ist. Der feuerfeste Werkstoff 25 umschließt dabei den Ofenraum 27 des zweiten Ofengefäßes 5. Zur Beheizung des zweiten Ofengefäßes 5 beziehungsweise einer im Ofenraum 27 des zweiten Ofengefäßes 5

befindlichen Schmelze ist der Blechmantel 23 des zweiten Ofengefäßes 5 von einer Induktions spule 29 umfas st, durch die der Ofenraum 27 induktiv beheizbar ist. Oberseitig weist das zweite Ofengefäß 5 einen Einlas s 3 1 auf, über den in dem ersten Ofengefäß 3 gebildete Schmelze in den Ofenraum 27 des zweiten Ofengefäßes 5 leitbar ist. Dabei ist der Einlas s 3 1 des zweiten Ofengefäßes 5 vertikal unterhalb des Auslasses 17 des ersten Ofengefäßes 3 angeordnet, so das s aus dem ersten Ofengefäß 3 ausfließende Schmelze schwerkraftbedingt im freien Fall durch den Einlas s 3 1 des zweiten

Ofengefäßes 5 in des sen Ofenraum 27 fließt. Bodenseitig weist das zweite Ofengefäß 5 einen Auslas s 33 auf, der über einen Stopfen 35 verschließbar ist. Über den Auslas s 33 ist aus dem Ofenraum 27 des zweiten Ofengefäßes 5 ausfließende Schmelze einer Verteilerrinne 37 zuleitbar, die die Schmelze unmittelbar einer prozes stechnisch nachgeschalteten Vergießeinheit (nicht dargestellt) zuleitet.

Das Fas sungsvermögen des zweiten Ofengefäßes 5 beträgt etwa 1 t

schmelzflüs sigen Gus seisens, das bei vollständiger Befüllung des zweiten Ofengefäßes 5 bis zum Badspiegel 36 ansteht. Durch die Induktions spule 29 ist der Ofenraum 27 des zweiten Ofengefäßes 5 mit einer Energie von etwa 1 .000 kW beaufschlagbar.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit dem im Ausführungsbeispiel dargestellten Schmelzaggregat 1 wie folgt durchgeführt werden:

Zunächst wird ein fester Gus swerkstoff in Form von festem Gusseisen durch den Einlass 12 in den Ofenraum 13 des ersten Ofengefäßes 3 eingegeben. In dem Ofenraum 13 wird das zunächst feste Gus seisen durch die

Induktionsspule 1 1 derart mit Energie beaufschlagt, dass dieses schmilzt und des sen Schmelze eine Temperatur von etwa 1 . 120 °C aufweist. Die

entsprechend gebildete Schmelze wird durch Öffnen des Auslassen 17 des ersten Ofengefäßes 3 mittels des Stopfens 19 aus dem Auslass 17 ausgelas sen, so dass die Schmelze schwerkraftbedingt durch den Einlas s 3 1 des zweiten Ofengefäßes 5 in des sen Ofenraum 27 strömt. Im Ofenraum 27 des zweiten Ofengefäßes 5 wird die Schmelze durch die Induktionsspule 29 derart mit Energie beaufschlagt, dass sich die Schmelze auf eine Temperatur von etwa 1 .500°C erwärmt. Die Temperatur von 1 .500°C entspricht der Gießtemperatur der Schmelze, so das s diese nach Erreichen dieser Temperatur durch Öffnen des Auslas ses 33 des zweiten Ofengefäßes 5 mittels des Stopfens 35 aus dem Auslas s 33 in die Verteilerrinne 37 strömt, von wo aus die Schmelze den Gussformen der Vergießeinheit zugeleitet wird. Bei diesem Verfahren wird ein fester Gus swerkstoff einer bekannten

Zusammensetzung eingesetzt. Dieser Gus swerkstoff wurde nach dem erweiterten, erfindungsgemäßen Verfahren erhalten, wobei zunächst eine Schmelze aus dem Gusswerkstoff erstellt wurde, indem Rohstoffe zu einer Schmelze des Gusswerkstoffes einer gewünschten Zusammensetzung erschmolzen wurden. Die entsprechende Schmelze wurde anschließend erkalten gelassen. Der danach gebildete, kalte Gusswerkstoff wurde anschließend zur Eingabe dieses Gus swerkstoffes in das erste Ofengefäß zur Verfügung gestellt.