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Verfahren und Vorrichtungen zum Gießen von Metallen oder Legierungen
unmittelbar aus dem Schmelzzustand Die Erfindung betrifft das Gießen von geschmolzenen
Metallen oder Legierungen.
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Der übliche Walzprozeß von Metallen und Legierungen aus Barrenform
erfordert wiederholte Durchgänge durch schwere und kostspielige Walzwerke, was den
Aufwand von großer Kraft. Zeit und Arbeit in sich schließt. Bei gewissen Metallen
und Legierungen. wie z. B. Zink und den Legierungen von Blei und Antimon, ist der
Prozeß weiter dadurch verwickelt, daß man das Metall oder die Legierung einer geeigneten
Wärmebehandlung zwischen den verschiedenen Walzstufen unterwerfen muß.
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Hauptziel der Erfindung ist die Beseitigung der erwähnten Nachteile
und die Herstellung von Gegenständen, wie z. B. dünnen Blechen oder Rohren, aus
Metallen oder Leffi U
erungen von verhältnismäßig niedrigem Schmelzpunkt auf
einfache Weise unmittelbar aus dem Schmelzzustand.
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Der Gedanke, geschmolzenes Metall einem Raum zuzuführen, der zwischen
wandernden Flächen, z. B. zwischen im Abstand angeordneten Drehtrommeln. gebildet
ist, und Mittel vorzusehen, um die Temperatur solcher Oberflächen und in manchen
Fällen auch die Temperatur eines Kerns oder einer Form zu regeln, damit das Metall
zum Erstarren gebracht und zu einem fortlaufenden festen Produkt geformt wird, ist
nicht neu. Während aber der Gedanke verhältnismäßig einfach ist, bestehen beträchtliche
Schwierigkeiten im industriellen Betriebe.
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Es genügt nicht, einfach das Schmelzgut dem Raum zwischen zwei Trommeln
aus einem in konstanter Höhe oberhalb des Raumes liegenden Behälter zuzuführen.
Es ist dagegen von `'Wichtigkeit, in dem Raum zwischen den Trommeln eine konstante
Höhe des Schmelzgutes aufrechtzuerhalten, die auf den Trommeloberflächen gleitet,
so daß der Erwärmungsgrad des Gutes gerade vor dem Augenblick der Erstarrung sowie
die Lokalisierung der Erwärmung sorgfältig eingeregelt «-erden können. Wenn das
Metall dem Raum in einem zu flüssigen Zustande geliefert würde, dann würde es durch
den Spalt zwischen den Trommeln in noch flüssigem Zustande strömen. Wäre die Temperatur
zu gering, dann würde das Gut allmählich zunehmend erstarren und nicht mehr durch
den Spalt gehen. Infolgedessen muß die Temperatur einer beträchtlichen Menge des
Gutes bis an den Spalt heran derart eingeregelt werden, daß eine obere flüssige
Schicht des Gutes, eine untere feste Gutschicht und eine mittlere. halbplastische,
an den Trommelflächen anhaftende Schicht vorhanden sind.
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Die erforderlichen Bedingungen erhält man erfindungsgemäß dadurch,
daß man den konverenten Raum zwischen den entgegenz#
gesetzt umlaufenden
Trommeln mittels gegen die Endfliiclien der Trommeln gelagerter Endplatten in einen
Aufnahmetrog umwandelt. in welchem das Schmelzgut durch eine geregelte Zuflußgeschwindigkeit
auf konstanter 1-lölie und in einem thermischen Zustand gehalten wird, der drei
Zonen darstellt, nämlich i. eine obere oder Schmelzzone, in die das Schmelzgut eintritt,
a. eine untere oder starre Zone, in der das Metall oder die Legierung fest geworden,
verdichtet und in dem Spalt geformt worden ist und im Begriffe ist, denselben zu
verlassen, und 3. eine Zwischen- oder plastische Zone, in der das Metall oder die
Legierung im Zustande einer beginnenden Erstarren - ist und auf den wandernden Flächen
zwei anhaftende plastische Kuchen gebildet hat, die durch und längs der Flächen
nach der starren Zone geführt werden.
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Konstruktiv wird das obige Erfindungsmerkmal durch Endplatten erreicht,
die sich gegen die Endflächen der Trommeln legen und den konvergenten Raum zwischen
den Trommeln in einen Trog oder Trichter von vorbestimmtem Fassungsvermögen umzuwandeln
vermögen. Vorzugsweise kann die eine oder jede Endplatte als Überlaufwehr für überschüssiges
geschmolzenes Metall oder Legierung wirken.
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Um die Oxydation des Metalls oder der Legierung zu verhindern oder
herabzusetzen, kann die Vorrichtung oder ein Teil derselben auf Wunsch in einer
Atmosphäre eines neutralen oder reduzierenden Gases eingeschlossen werden.
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Die Erfindung ist in den Zeichnungen in einigen Ausführungsformen
beispielsweise veranschaulicht: Abb. i zeigt in einem Schaubild zwei erfindungsgemäß
angeordnete und ausgerüstete Trommeln.
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Abb.2 zeigt in einem Schaubild zwei Trommeln und eine Zuführungsrohrleitung
für das geschmolzene Metall oder die Legierung. Abb. 3 zeigt in einem Schnitt eine
Anordnung zur Regelung der gelieferten Menge des geschmolzenen Materials nach den
Trommeln. Abb.4 und 5 zeigen zum Teil im Schnitt und teilweise in Schaubildern zwei
weitere Ausführungsformen von Vorrichtungen zum Regeln der Zufuhr von geschmolzenem
Metall oder Legierung zu zwei Trommeln.
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Abb. 6 zeigt in einem vergrößerten Schnittschaubild den Lieferabschnitt
der in Abb.4 und 3 dargestellten Anordnung.
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Abb.7 zeigt in einer vergrößerten Einzelansicht eine besondere Ausführungsform
der unteren beschriebenen Seitenplatte zum Verschließen der 1:nden des Aufnahmeraums
zwischen den Trommeln. Letztere sind strichpunktiert dargestellt, um ihre Lage zu
der Platte anzudeuten.
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Aus Abb. i ersieht man, daß zwei Trommeln i und 2 auf parallelen horizontalen
Achsen in einer Entfernung voneinander angeordnet sind, die einen schmalen-Spalt
zwischen ihnen auf der Linie ihrer größten Annäherung frei läßt. Der konvergierende
Raum 3 zwischen den oberen Hälften der Trommel ist zu einem Aufnehmer oder Trichter
für das geschmolzene Metall ausg CY
ebildet, indem man Endplatten 4 vorsieht,
die sich gegen die Enden der Trommeln legen. Wie in Abb. i dargestellt, ist die
Endplatte 4 in der Form eines Wehres ausgebildet, durch das die Oberfläche des geschmolzenen
Metalls in vorbestimmter Höhe gehalten werden kann. Zu diesem Zwecke ist die obere
Kante der Platte 4 in niedrigerer Höhe angeordnet als eine zweite Platte oder das
Gehäuse 5. Dieses hat einen Auslaß 6, so daß überschüssiges geschmolzenes Material
über die obere Kante der Platte fließt und durch den Auslaß 6 nach außen tritt.
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Die Trommeln werden, während sie sich in Richtung der Pfeile drehen,
durch geeignete Mittel auf der erforderlichen Temperatur gehalten, beispielsweise
durch Wasser. das auf ihre innere Fläche durch mit Löchern versehene Rohre 7 gespritzt
wird. Letztere werden durch ein Rohr 8 in Verbindung mit einem Zuführungsrohr 9
gehalten, das axial innerhalb jeder Trommelwelle angeordnet ist. Das Rohr 8 kann
im Winkel verstellbar um die Achse der Trommel angeordnet werden.
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Das Wasser kann aus dem Innern jeder Trommel durch einen kreisförmigen
Abflußrand io abfließen. unter dem ein Trichter ii zur Aufnahme des Wassers sich
befindet.
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Das geschmolzene Metall oder die Legierung wird bei geeigneter Temperatur
dem Raum 3 durch eine passende Einrichtung, z. B. ein Rohr oder Trog, zugeführt.
Um aber unter genauer Rücksichtnahme der Zuführungsmenge im Verhältnis zu der Liefermenge
des geschmolzenen starren Produktes zu arbeiten, kann eine Zuführungsvorrichtung
vorgesehen werden, um das Metall oder die Legierung gleichförmig längs des Rauines
3 zu liefern. Wie beispielsweise in Abb. 2 dargestellt, kann das Lieferrohr 12 horizontal
in Längsrichtung des Raumes 3 liegen und gleichmäßig gelocht und an seinen Enden
mit einem Zuführungsrohr 13 verbunden sein, das in der Mitte zwischen den hiiden
angeordnet ist.
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Bei der Anordnung gemäß Abb. 3 ist das Lieferrohr 12 an seinen Enden
mit zwei Slmisereglertanks 14, 14. verbunden, die (las
geschmolzene
Metall durch das Zuführungsrohr 13 aus einem Behälter 15 erhalten. In das Metall
in jedem Tank 14 ist ein Ventil 16 getaucht, das durch einen Schwimmer 17 so überwacht
wird, daß eine vorbestimmte Höhe des geschmolzenen Metalls in jedem Tank gehalten
wird, wodurch man eine gleichförmige Austrittsmenge des Metall, aus dem Lieferrohr
12 sicherstellt.
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In den in den Abb. 4, 5 und 6 dargestellten -eänderten Ausführungsformen
kann das # -tbzn geschmolzene Metall aus einem Schlitz 18 in einem Zuführungsgehäuse
austreten, dessen genaue Breite durch die Dichtung oder den Abstand einstellenden
Streifen 20 (Abb.6) bestimmt wird. der zwischen die zwei Hauptteile ic), i9' des
Gehäuses eingesetzt ist. Alternativ kann die Dichtung völlig um die angrenzunden
Kanten der Teile i9, i9' sich erstreckun und längs des Teiles gelocht sein, der
zwischen der untersten Kante liegt.
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Uni das Metall in der erforderlichen Weise flüssig zu halten. kann
das Gehäuse i9, ig' von außen durch eine Reihe von Gasdüsen geheizt werden, die
von einem Rohre 2i ausgehc,i, das längs der Unterseite des Gehäuseteiles i9 liegt.
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Die Wärme der aus den Gasdüsen tretenten verbrannten Gase kann zur
Erhitzung des Metalls verwendet werden. Zu diesem Zwecke kann ein 'Mantel oder Gehäuse
22 um das Zuführungsgehäuse i9, i9' angeordnet werden und sich längs des Rohres
13 um einen selbsttätigen Speisereglertank 23, das Rohr 24 und den Behälter 1 5
erstrecken. Die aus den Gasdüsen des Rohres 21 in die Höhe steigenden Gase und heiße
Luft werden durch den Mantel oder das Gehäuse 22 über das Rohr 13 rings um den Tank
23 und von hier um den Behälter 15 geführt und entweichen durch das Austrittsrohr
25.
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Der Speisereglertank 23 der Abb. 5 enthält ein Tauchventil und Schwimmer,
die selbsttätig ähnlich wie die in dem Tank 14 der Abb. 3 arbeiten. Die Steuerung
des Tanks 23 in Abb. 4. erfolgt hingegen durch ein Überlaufrohr 26, das in der Höhe
, durch eine Handregelvorrichtung 2; einstellbar ist.
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Wenn das geschmolzene Metall (Abb.7) zwischen den Trommeln sich der
starren Zone nähert. hat es offenbar einen halbplastischen Zustand erreicht, und
es wird beim weiteren Fortschreiten gepreßt. Es hat daher die Neigung, zum Teil
nach oben aus der Druckzone in die Zwischenzone zurückzutreten. Diese Wirkung kann
freier an Punkten zwischen den Enden der Trommeln Platz greifen als an und in der
Nähe dieser Enden. An diesen Enden besteht daher für die nach oben zurücktretende
Masse die Neigung, in größerer -Masse als an den Zwischenpunkten durchzutreten.
Um dieser Neigung entgegenzuwirken, ist der keilförmige Vorsprung 28 an den Endplatten
vorgesehen, der in die Zwischenräume an den Enden der Trommeln, wie in Abb.7 dargestellt,
vorspringt. Man erkennt, daß die Vorsprünge 28 dahin wirken, daß das halbplastische
Material nach innen gestoßen und an den Enden schräg geformt wird, während es eine
Neigung in die Höhe zu gehen hat, und daß bei einer nachfolgenden Neigung, zu fallen,
eine Höhlung an den Vorsprüngen bleiben wird, die während der nächsten Neigung,
zu steigen, dazu dient, das steigende überschüssige 12etall zu absorbieren.-Die
formenden Flächen sind, soweit die Zeichnungen berücksichtigt werden, ebene Trommelflächen.
Diese können aber offenbar mit Furchen, Rippen oder Mustern versehen sein.