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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur
Herstellung eines Kupferlegierungs-Gußblocks, welcher ein
aktives Metall enthält.
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Beim Schmelzen einer Kupferlegierung, welche ein Metall
enthält, das eine größere chemische Affinität zu Sauerstoff
als Kupfer besitzt (hierin nachstehend als "aktives Metall"
bezeichnet), wie z. B. Eisen, Titan, Chrom, Zirkon usw., ist
es unerläßlich, eine Oxidation des aktiven Metalls innerhalb
der Kupferlegierung zu verhindern, um den Gehalt an dem
aktiven Material und die Gußblockqualität zu verbessern. Daher
ist das sogenannte Vakuumschmelzverfahren, welches bisher zum
Schmelzen der Kupferlegierung in einem Induktionsschmelzofen
angewendet wurde, der in einem luftdichten Behälter
untergebracht war, welcher evakuiert wurde (hierin nachstehend als
"Schmelzofen" bezeichnet), eine effektives Mittel zur
Verhinderung der Oxidation der Kupferlegierung.
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Andererseits ist ein Vakuumgießverfahren, welches einen
Guß in eine Form durchführt, die innerhalb des luftdichten
Behälters des Schmelzofens untergebracht ist, ein wirksames
Mittel, um geschmolzenes Metall in einem solchen Zustand zu
gießen, daß die Reinheit des geschmolzenen Metalls, welches
unter Vakuum geschmolzen wurde, erhalten bleibt. Ein Guß
innerhalb des einem begrenzten Raum aufweisenden luftdichten
Behälters wird jedoch auf den sogenannten
Gußblock-Herstellungprozeß beschränkt sein, in welchem eine solche
Verarbeitung des so erhaltenen Gußblocks wie z. B. Schmieden und
Abschälen, usw. vor dem Warmwalzen erforderlich sind.
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Es wurde bisher noch kein wirksames Mittel für die
Entfernung der während der Vakuumschmelzung nach dem vorstehend
erwähnten Stand der Technik erzeugten Schlacke
bereitgestellt, da der Schmelzofen innerhalb des luftdichten Behälters
eingeschlossen ist, und somit war es bisher
erforderlich, das zu schmelzende Ausgangsmaterial zu begrenzen. Daher
war es üblicherweise erforderlich, die Verwendung von Schrott
zu vermeiden und nur sogenanntes jungfräuliches
Ausgangsmaterial zu verwenden, um den Anteil erzeugter Schlacke auf dem
minimal möglichen Pegel zu halten. Wenn jedoch das
geschmolzene Metall in eine Form gegossen wird, wird der Schmelzofen
zum Gießen des geschmolzenen Metalls gekippt, und somit ist
es unvermeidlich, daß die Schlacke, welche erzeugt wurde,
während der Kippung des Schmelzofens in einen Gießschnabel
fließt und die Form verunreinigt.
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Andererseits muß, wenn ein großer Gußblock benötigt wird,
der gesamte luftdichte Behälter, der den Schmelzofen und die
Form beherbergt, bei dem Vakuumschmelz/Vakuumgieß-Verfahren
größer sein, und zusätzlich wird eine Erhöhung der Vakuum-
oder Evakuierungskapazität erforderlich.
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Ferner ist von Standpunkt der Kostenwettbewerbsfähigkeit
ein Gießvorgang mittels eines Stranggießverfahrens zur
Erzeugung großer Gußblöcke erwünscht, welche direkt warmgewalzt
werden können. Es erfordert jedoch einen riesigen
Investitionsaufwand, die gesamte Stranggießanlage innerhalb eines
luftdichten Behälters unterzubringen. Es könnte ein
realistischer Ansatz zur Vermeidung einer solchen
Anlagenkostenerhöhung sein, das geschmolzene Metall, welches unter Vakuum
geschmolzen wurde, in einen Übergangspfad zu einer
Stranggießanlage, wie z. B. in eine Abstichrinne unter Atmosphäre oder
Schutzumgebungsatmosphäre zu gießen. Jedoch sind zusammen mit
der Kippung des Schmelzofens ausfließende Schlacke sowie die
Oxidation des aktiven Metalls an dem Gießschnabel und in dem
Übertragungspfad unvermeidlich, was die Qualität des
Gußblocks erheblich beeinträchtigen könnte.
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Die vorliegende Erfindung hat angesichts dem, was
vorstehend beschrieben wurde, die Aufgabe, ein Verfahren zur
Herstellung einer ein aktives Metall enthaltenden
Kupferlegierung bereitzustellen, welches die Erzeugung von Schlacke
selbst dann begrenzen kann, wenn Schrott als Ausgangsmaterial
während des Schmelz- und Gießvorgangs der das aktive Metall
enthaltenden Kupferlegierung verwendet wird, und welches die
Ausgabe des geschmolzenen Metalls aus dem Ofen ohne Schlacke
und gleichzeitig die Herstellung großer Gießblöcke mit
zufriedenstellender Reinheit durch Stranggießen ermöglicht.
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Patent Abstracts of Japan, Vol 9, No. 256 (M-241) und JP-
A-60/106648 offenbaren eine Vorrichtung zum Schmelzen von
Kupferlegierungen, welche Zr, Ti, Cr usw. enthalten, in
welcher ein Schmelztiegel in einer geschlossenen Kammer erwärmt
wird, welche evakuiert oder mit einem Inertgas unter Druck
gesetzt werden kann. Eine Kupferlegierung wird als ein Draht
gegossen, indem ein Ziehrohr in den Tiegel abgesenkt wird,
ein Keimdraht entlang dem Ziehrohr abgesenkt wird, der Druck
innerhalb der Kammer erhöht wird, um die geschmolzene
Kupferlegierung in das Ziehrohr zu drücken, um den Keimdraht zu
berühren, und anschließend der Keimdraht nach oben gezogen
wird. Der mittels dieser Einrichtung erhaltene
Kupferlegierungsdraht weist einen Außendurchmesser auf, der mit dem
Innendurchmesser des Ziehrohrs übereinstimmt entspricht.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur
Herstellung eines Kupferlegierung-Gußstücks bereit, das ein
Legierungsmetall enthält, welches eine größere chemische
Affinität zu Sauerstoff als zu Kupfer besitzt, wobei das
Verfahren die nachstehenden Schritte aufweist:
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(I) ein Ausgangsmaterial wird mittels eines
Induktionsschmelzofens (4) geschmolzen, der in einem luftdichten
Behälter (5) untergebracht ist, welcher dicht mit einer Vakuumschmelzofenabdeckung
(9) verschlossen ist und welcher mittels
einer Vakuumleitung evakuiert ist;
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(II) die Vakuumschmelzofenabdeckung (9) wird durch eine
Druckgießofenabdeckung (25) mit einem Gießstechheber (32)
ersetzt, und wenn der luftdichte Behälter dicht verschlossen
ist, wird Inertgas unter Druck von einem Druckrohr (26) in
das Innere des luftdichten Behälters (5) eingebracht, um das
geschmolzene Metall zum Aufsteigen in dem Gießstechheber zu
veranlassen, wobei ein Auslaßteil des Gießstechhebers (32)
mit einer einen Gießauslauf (33) aufweisenden Gießkammer (31)
verbunden ist, und in welcher eine flüssige Oberfläche des
geschmolzenen Metalls durch eine Inertgasatmosphäre geschützt
ist, eine Einlaßseite des Stechhebers (32) als ein
Einströmteil ausgebildet ist, wobei sich dessen Öffnung am unteren
Ende zu einem unteren Teil des Induktionsschmelzofens (4) hin
öffnet, wodurch in den Stechheber (32) strömendes
geschmolzenes Metall wirksam an einem Kontakt mit Luft und einer
Oxidation gehindert wird, und
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(III) das aus dem Gießauslauf (33) gegossene geschmolzene
Metall unter Inertgas in einem Sammelbehälter (44) für
geschmolzenes Metall gesammelt wird, und das geschmolzene
Metall dann aus einem in dem Boden des Sammelbehälters
vorgesehenen Gießauslauf (48) ausgelassen und kontinuierlich
gegossen wird.
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Ferner kann die vorliegende Erfindung die nachstehenden
Merkmale (den Gegenstand der beigefügten Unteransprüche)
aufweisen:
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(1) Ein Verfahren in welchem Schrott mindestens als ein
Anteil des zu schmelzenden Ausgangsmaterials verwendet wird.
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(2) Ein Verfahren, in welchem Druck mit einem Inertgas
auf das Innere des luftdichten Behälters aufgebracht wird,
wenn er dicht durch die Druckgießofenabdeckung verschlossen
ist.
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Es kann ein Verfahren zum Aufbringen von Druck aus dem
Druckrohr und Stranggießen des geschmolzenen Metalls, welches
unter Vakuum geschmolzen wurde, aus dem Gießauslaß unter
Anwendung des Gießstechhebers und ferner zum Stranggießen des
aus der Gießauslaß gegossenen Metalls angewendet werden.
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Wenn der Schmelz- und Gießprozeß, wie in der vorliegenden
Erfindung vorgesehen, miteinander verbunden ist, kann der
während der Induktionsschmelzung unter Vakuum erzeugte
Schlackenanteil selbst dann beschränkt werden, wenn das
Ausgangsmaterial Schrott ist, und wenn der Gießvorgang unter
Druck unter Verwendung des Gießstechhebers nach dem Schmelzen
durchgeführt wird, kann der Gießvorgang unter Vermeidung
einer Oxidation des Metalls und des Einschlusses von Schlacke
wie zu einem Zeitpunkt, wenn der Schmelzofen gekippt wird,
durchgeführt werden, und eine Schälung usw. kann in einer
Nachbehandlung für den Stranggußblock eliminiert werden.
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Die vorliegende Erfindung wird nun detaillierter in
Rahmen einer nicht einschränkenden Erläuterung beschrieben.
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Zuerst wird eine ein aktives Metall enthaltende
Kupferlegierung oder Schrott in einen Schmelzofen eingebracht. Dann
wird eine Vakuumschmelzofenabdeckung an einem oberen Ende
eines luftdichten Behälters angebracht, der den Schmelzofen
beherbergt, und der Behälter dicht geschlossen, und somit der
sogenannte Vakuumschmelzofen gebildet. Ferner wird das Innere
des luftdichten Behälters über ein Evakuierungsrohr auf einen
gewünschten Druckpegel mittels einer Evakuierungsvorrichtung
evakuiert. Dann wird das Ausgangsmaterial oder der Schrott in
dem Schmelzofen durch Induktionserwärmung geschmolzen.
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Da das Ausgangsmaterial in dem Ofen durch die
Induktionserwärmung unter Vakuum geschmolzen wird, kann die Oxidation
der Kupferlegierung verhindert werden. Ferner kann, wenn
Schrott als Ausgangsmaterial verwendet wird, die Erzeugung
von Schlacke zum Zeitpunkt des Schmelzvorgangs nicht
verhindert werden, aber, da die Schmelzung unter Vakuum erfolgt,
die Erzeugung von Schlacke im Vergleich zu einer Schmelzung
unter Atmosphäre erheblich eingeschränkt werden. Ferner wird,
wenn die elektrische Leistung nach dem Abschluß des Schmelz-
Vorgangs des eingebrachten Ausgangsmaterials auf einem Pegel
gehalten wird, daß die Temperatur des geschmolzenen Materials
unter Vakuum nicht fällt, ein Absetzen des geschmolzenen
Metalls ermöglicht, während die während des Schmelzvorgangs
erzeugte Schlacke auf der Oberfläche des geschmolzenen Metalls
wegen seiner unterschiedlichen spezifischen Dichte im
Vergleich zu dem geschmolzenen Metall aufschwimmt.
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Anschließend wird die Ofenabdeckung des
Vakuumschmelzofens durch eine Druckgießofenabdeckung ersetzt, die letztere
Ofenabdeckung in ihrer Lage befestigt und somit der
luftdichte Behälter wieder dicht verschlossen. Während das
geschmolzenen Metall innerhalb des Ofens kurz der Atmosphäre
ausgesetzt wird, wenn die Ersetzung der Deckel stattfindet, bildet
die Schlackeschicht, welche auf der Oberfläche des
geschmolzenen Metalls schwimmt, einen Abdeckfilm, und somit wird die
Oxidation des geschmolzenen Metalls beschränkt, minimiert
oder in erheblichen Umfang verhindert.
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Wenn der Druck, welcher von der
Gießdrucksteuervorrichtung gesteuert wird, auf das Innere des Luftdichten Behälters
über ein Druckrohr in der Druckgießofenabdeckung ausgeübt
wird, um die Oberfläche des geschmolzenen Metalls in dem
Schmelzofen nach unten zu drücken, steigt das geschmolzene
Metall in dem Schmelzofen in einem Gießstechheber an, welcher
sich zu dem unteren Teil des Schmelzofens erstreckt und den
alleinigen Auslaß zur Außenseite des Ofens darstellt, und
wird zu einer Gießkammer angehoben, und dann von einem an dem
anderen Ende der Gießkammer vorgesehenen Gießauslaß in eine
Stranggießmaschine ausgegossen. Das geschmolzenen Metall,
welches mittels Druck aus dem Gießstechheber zu der
Gießkammer hochgehoben wurde, ergießt sich somit aus dem Gießauslaß
in die Stranggießmaschine. Die Schlacke, welche auf der
Oberfläche der Schmelze aufgeschwommen war, bleibt auf der
Oberfläche des geschmolzenen Metalls in dem Offen schwimmen, bis
eine vorgeschriebene Menge geschmolzenen Materials
herausgedrückt wurde, und ist nicht in dem geschmolzenen Metall
enthalten, das in die Stranggießmaschine gegossen wurde.
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Ferner wird, wenn das von der Gießauslaß ausgegossene
geschmolzene Metall vom einem Sammelbehälter für geschmolzenes
Metall, wie z. B. einer Zwischenpfanne aufgenommen wird, das
geschmolzene Metall in dem Sammelbehälter für geschmolzenes
Metall gespeichert und oxidiert, was unvermeidlich einen
Aufschwimmen und Trennen beinhaltete. Geschmolzenes Metall mit
einem höheren Reinheitsgrad kann durch einen in einem Boden
des Sammelbehälters für geschmolzenes Metall vorgesehene
Gießauslaß in die Stranggießmaschine gegossen werden.
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Ferner kann, wenn die Einbringung von Druck in das Innere
des luftdichten Behälters, welcher dicht mit der
Druckgießofenabdeckung verschlossen ist, mit einem Inertgas erfolgt
und das Innere des Sammelbehälters für geschmolzenes Metall,
wie z. B. eine Aufnahmekammer für geschmolzenes Metall, eine
Zwischenpfanne usw. mit einer Inertatmosphäre betrieben wird,
die Oxidation des geschmolzenen Metalls in einem
Übertragungspfad für geschmolzenes Metall aus dem Schmelzofen zu der
Stranggießmaschine verhindert werden.
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Die Erfindung wird nun detaillierter im Rahmen eines
Beispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben, in welchen:
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Fig. 1 eine schematische Teilquerschnittsansicht ist,
welche den Fall veranschaulicht, wenn eine
Vakuumschmelzofenabdeckung montiert ist; und
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Fig. 2 eine schematische Querschnittsansicht ist, welche
den Fall veranschaulicht, wenn eine Druckgießofenabdeckung
montiert ist.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung von
Kupferlegierungen, welche ein aktives Metall enthalten, wird
unter Verwendung des Falles einer Cu - 1% Fe Legierung
erläutert. Die hierin genannten Prozentangaben stimmen mit der
normalen metallurgischen Praxis überein, sofern sie nicht
anderweitig angegeben sind.
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Obwohl das in der Kupferlegierung enthaltene aktive
Metall in diesem Beispiel Eisen ist und der enthaltene Anteil l
Gewichtsprozent ist, stellt dieses nur ein
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar und der Eisenanteil
stellt keine Einschränkung des Schutzumfangs der vorliegenden
Erfindung dar. Ferner stellt, obwohl in diesem Beispiel Eisen
als das in der Kupferlegierung enthaltene aktive Metall
verwendet wird und die Erläuterungen dafür erfolgen, dieses
ebenfalls keine Einschränkung des Schutzumfangs der
vorliegenden Erfindung dar. Das aktive Metall in der vorliegenden
Erfindung bezeichnet jedes metallische Element, welches eine
größere chemische Affinität für Sauerstoff als Kupfer
aufweist. Daher ist beispielsweise auch Aluminium zusätzlich zu
den vorstehenden aufgelisteten Metallarten mit enthalten.
Ferner kann die Kupferlegierung auch ein, zwei oder mehr
Arten unterschiedlich aktiver Metalle und andere Metalle als
das aktive Metalle enthalten.
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Die Zusammensetzung von Kupfer, elektrolytischem Eisen
und Kupferschrott wurde so bestimmt, daß der Anteil von
Schrott in dem zu schmelzenden Ausgangsmaterial auf 30%
eingestellt war.
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Fig. 1 ist eine Teilquerschnittsansicht eines luftdichten
Behälters 5, der einen Induktionsschmelzofen 4 eines
kernlosen Schmelztiegeltyps beherbergt, und eine
Vakuumschmelzofenabdeckung 9 ist auf dem oberen Ende montiert.
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In dieser Zeichnung ist 1 ein Joch, stellt 2 Heizspulen
dar, ist 3 ein Schmelztiegel, zeigt 6 Isolationsziegel, ist 7
ein gießbares feuerfestes Material, welche alle in
Zusammenhang mit einem Induktionsofen bekannt sind. Was als 11
dargestellt ist, ist eine Dichtung. Bei der Nutzung der in Fig. 1
dargestellten Anlage wird das Innere des luftdichten
Behälters 5 mittels einer (in der Zeichnung nicht dargestellten)
Vakuumpumpe über ein Evakuierungsrohr 12 evakuiert, und das
Ausgangsmaterial, welches zuvor in den Schmelzofen 4 geladen
wurde, unter Vakuum geschmolzen. Der Rest des
Ausgangsmaterials wird während des Schmelzvorgangs zusätzlich in das Innere
des Schmelzofens 4 als mehrere unterteilte Ladeportionen
eingebracht, indem eine Hubvorrichtung 19 und ein
Ausgangsmaterial-Ladekorb 18 in einer Ausgangsmaterial-Ladevorrichtung 13
verwendet wird, die über der Vakuumschmelzofenabdeckung 9
angeordnet ist, welche mit einem Isolationsmaterial 10
ausgekleidet ist. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Torventil 14 durch
einen Luftzylinder 15 geöffnet, und nach dem Laden mit
Ausgangsmaterial wird das Torventil 14 wieder geschlossen und
das Innere des Schmelzofens evakuiert. Was als 17 dargestellt
ist, ist eine Ausgangsmaterial-Ladekammertür zum Öffnen der
Ausgangsmaterial-Ladevorrichtung 13, wenn der
Ausgangsmaterial-Ladekorb 18 ersetzt wird. Hier kann das Innere der
Ausgangsmaterial-Ladevorrichtung 13 ebenfalls mittels einer (in
der Zeichnung nicht dargestellten) Vakuumpumpe über eine
Evakuierungsleitung 16 evakuiert werden, so daß der zusätzliche
Ladevorgang des Ausgangsmaterials ebenfalls unter Vakuum
erfolgen kann.
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Wenn der Schmelzvorgang des gesamten Ausgangsmaterials
abgeschlossen ist, wird ein in einer Temperaturmeßkammer 21
einer Temperaturmeßeinrichtung 23 für geschmolzenes Metall
vorgesehenes Thermoelement 20 in das geschmolzene Metall zur
Messung von dessen Temperatur eingetaucht. Nach der
Versetzung des geschmolzenen Metalls in einen Haltezustand, indem
die elektrische Leistung an die Induktionsspulen angepaßt
wird, wird die Vakuumschmelzofenabdeckung 9 und eine
Druckgießofenabdeckung 25 durch eine in den Zeichnungen nicht
dargestellte Verschiebevorrichtung ausgetauscht.
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Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht desselben luftdichten
Behälters 5, der einen Induktionserwärmungsofen 4 eines
kernlosen Schmelztiegeltyps beherbergt. Nun ist eine
Druckgießofenabdeckung 25 dargestellt, welche an einem oberen Ende des
Behälters 5 mit Schrauben 28 und einer metallischen
Haltearmatur 29 befestigt ist. Wenn der von einer (in der Zeichnung
nicht dargestellten) Gießdrucksteuervorrichtung gesteuerte
Inertgasdruck auf das Innere des luftdichten Behälters 5 über
eine Druckleitung 26 in der Wand 27 der
Druckgießofenabdeckung 25 aufgebracht wird, wird die Oberfläche des
geschmolzenen Metalls 8, welches mit einer Schlackeschicht
bedeckt ist, in dem Schmelzofen 4 nach unten gedrückt, was ein
Ansteigen des geschmolzenen Metalls in dem Gießstechheber 32
bewirkt, welcher so eingeführt wurde, daß er einen unteren
Teil des Schmelzofens erreicht, und zu einer Gießabstichrinne
34 in einer Gießkammer 31 angehoben oder gepumpt.
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Der obere Teil der Gießkammer 31 ist dicht mit einer
Gießkammerverschlußabdeckung 35 verschlossen, welche geöffnet
und verschlossen werden kann, und ein Inertgas wird von einer
Gasleitung 38 eingeschleust, um die Oxidation des geschmolzenen
Metalls 37 während des Gießvorgangs zu verhindern. Ferner
ist eine (in der Zeichnung nicht dargestellte) elektrische
Heizung an einer Seitenwand der Gießkammer 31 vorgesehen, und
die Gießabstichrinne 34 innerhalb der Gießkammer 31 wird
durch die elektrische Heizung auf einer Temperatur höher als
der Schmelzpunkt der Kupferlegierung gehalten, wodurch das
geschmolzene Metall in der Gießkammer 31 auf einer konstanten
Temperatur gehalten werden kann.
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Das geschmolzene Metall 37 wird über den Gießstechheber
32 mittels Druck in die Gießkammer 31 gehoben, in einen
Sammelbehälter oder Gießpfanne 44 über eine Lanzenleitung 39 aus
einem Gießauslaß 33, mit welchem die Gießkammer 31 versehen
ist, gegossen, wobei die Gießrate oder -menge des
Gießvorgangs durch Steuerung des auf das Innere des luftdichten
Behälters 5 unter Verwendung einer (in der Zeichnung nicht
dargestellten) Drucksteuervorrichtung so gesteuert wird, daß
eine konstante Menge des geschmolzenem Metalls stranggegossen
wird. Zu diesem Zeitpunkt werden auch der Pegel der flüssigen
Oberfläche des geschmolzenen Metalls 37 sowie das
Einlaufverhalten des geschmolzenen Metalls in den Gießauslaß 33 durch
eine Schauöffnung 36 beobachtet. Da der Gießstechheber 32
nahe an den unteren Teil des Ofen reicht, steigt das
geschmolzene Metall am Boden des Ofens in dem Gießstechheber 32 auf
und die Schlacke 52 wird am Schwimmen und abgetrennt
gehalten. Somit wird die schwimmende Schlacke 52 auf der
Oberfläche des geschmolzenen Metalls in dem Ofen gehalten, bis eine
vorgeschriebene Menge des geschmolzenen Metalls ausgegeben
wurde, so daß die Schlacke das in die Gießpfanne 44
gegossenen Metall nicht verunreinigt.
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Ein Gießauslaß 48 ist im Boden der Gießpfanne 44
vorgesehen. Nach dem Schließen des Gießauslasses 48, beispielsweise
mittels eines Stopfens 49 und Ausführen einer ausreichenden
Vorheizung mittels eines (in der Zeichnung nicht
dargestellten) Gasbrenners, wird das geschmolzene Metall durch die
Lanzenleitung 39 hindurch unter einer druckunterstützten
Gießvorgang aufgenommen. Wenn sich eine vorgeschriebene Menge des
geschmolzenen Metalls 46 in der Gießpfanne 44 angesammelt
hat, wird der Stopfen 49 durch eine (in der Zeichnung nicht
dargestellte) Steuervorrichtung angehoben, um den Gießauslaß
48 zu öffnen. Das geschmolzene Metall 46 wird dann in das
Innere einer wassergekühlten Kupferform 51 in einer
halb-kontinuierlichen Gießanlage von dem Boden der Gießpanne 44 durch
den Gießauslaß 48 geliefert, und wird gekühlt und verfestigt.
Der so verfestigte Gußblock wird durch einen in der Zeichnung
nicht dargestellten hydraulischen Zylinder mit einer
konstanten Geschwindigkeit nach unten stranggezogen.
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Zu diesem Zeitpunkt wird eine vorbestimmte Menge des
geschmolzenen Metalls in der Gießpfanne 44 gespeichert.
Eisenoxide welche sich unvermeidlich in das geschmolzene Metall 46
gemischt haben, schwimmen auf dessen Oberfläche auf und
trennen sich wieder. Somit fließt nur geschmolzenes Metall mit
einem hohem Reinheitsgrad in dem unteren Teil der Gießpfanne
in den Gießauslaß 48 und wird an die Stranggießmaschine
geliefert.
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Da die Lanzenleitung 39 unterhalb des Gießauslasses 33
angeschlossen ist und deren vorderes Ende in die Gießpfanne
44 eingeführt ist, tritt das aus dem Gießauslaß 33
herunterströmende geschmolzene Metall in das Innere der Gießpfanne 44
ein, ohne der Atmosphäre ausgesetzt zu werden. Ferner ist ein
oberer Teil der Gießpfanne 44 dicht mit einer dicht
schließenden Abdeckung 47 verschlossen, welche geöffnet und
geschlossen werden kann, und von einer Gasleitung 50
geliefertes Inertgas ist darin eingeschlossen, und verhindert somit
die Oxidation des in der Gießpfanne aufgenommenen
geschmolzenen Metalls.
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Ferner wird das in der Gießpfanne 44 gespeicherte
geschmolzene Metall 46 durch eine in der Gießpfanne 44
vorgesehene Heizspule 41 induktionserwärmt, so daß das geschmolzene
Metall immer auf einer konstanten Temperatur gehalten werden
kann.
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Als ein Vergleichsbeispiel wurde ein vollständig aus
Legierungsbullion hergestelltes Ausgangsmaterial nach einer
Vakuumschmelzung mittels eines atmosphärischen Gießvorgangs,
d. h., vor Luft ungeschützt, durch Kippen des Ofens
stranggegossen.
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Ein so geschmolzener und gegossener Gußblock wurde in
Hälften geschnitten und nach der Polierung eines Querschnitts
die Verteilung von Eisenoxiden durch eine mikroskopische
Betrachtung beobachtet, deren Ergebnisse in Tabelle 1
dargestellt sind.
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Tabelle 1 zeigt die Anzahl Eisenoxiden pro 1 cm², für
eine Beobachtung über einen Beobachtungsbereich von 20 cm²
durchgeführt, sowie die maximale Länge der Oxideinschlüsse.
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Wie aus Tabelle 1 ersichtlich ist, war die Anzahl der
Eisenoxide in dem nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung
hergestellten Cu - 1% Fe Gußblock im Vergleich zum dem
nachdem Stand der Technik erheblich reduziert, und die maximale
Länge der Oxideinschlüsse war auf etwa 1/8 verringert, so daß
die Größe der Oxidpartikel sehr deutlich verringert war.
TABELLE 1
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Gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung zur
Herstellung einer Kupferlegierung, welche ein aktives Metall
enthält, kann ein Stranggießvorgang ohne Schlacke
durchgeführt werden, welche bisher unvermeidlich erzeugt wurde.
Daher kann selbst dann, wenn Schrott, welcher bei der
herkömmlichen Vakuumschmelzung nicht verwendet werden kann, als ein
Ausgangsmaterial geschmolzen wird, ein Gußstück ohne Schlacke
hergestellt werden. Ferner kann geschmolzenes Metall, das von
großen Oxiden frei ist, welche in dem geschmolzenen Metall
enthalten waren, welche aber abgetrennt wurden,
stranggegossen werden, und somit der Effekt realisiert werden, daß ein
Schmelz- und Gießvorgang einer ein aktives Metall
enthaltenden Kupferlegierung mit niedrigen Kosten erzeugt werden kann
und ein Gußblock hoher Qualität mit niedriger Verschmutzung
erzielt werden kann.