Giessverfahren und Giessanlage für Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Giessverfahren für Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie eine Giessanlage zum Durchführen des Verfahrens.

[0002] Es sind Giessverfahren sowie Giessanlagen für Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen bekannt (Prospekt, BAYSIDE Aluminium, Aluminium Manufacturing Process, 2003), bei denen festes oder flüssiges Aluminium in einem Schmelzofen geschmolzen und anschliessend in einem Wärmehalteofen gehalten wird, aus welchem die Schmelze über eine lange Rinne zu einer Giesstation fliesst und dabei unterschiedlicher Behandlung ausgesetzt wird. So werden der die Rinne durchfliessenden Schmelze Legierungszusätze zugegeben und ein inertes Reinigungsgas (Argon) eingeblasen, bevor die Schmelze über einen Filter zu der Giesstation gelangt, in der sie zu Halbprodukten vergossen wird (vgl. Fig. 1, in der eine herkömmliche Giessanlage für Aluminium schematisch dargestellt ist). Eine Homogenisierung der Schmelze ist nur begrenzt möglich. Die Behandlungszeiten sind an den Giessprozess gebunden und somit vorbestimmt und zeitlich begrenzt.

[0003] Die einzelnen Behandlungsstationen müssen perfekt aufeinander abgestimmt sein. Funktioniert eine der Stufen dieser In-line-Anlage nicht, so muss die ganze Giessanlage ausser Betrieb gesetzt werden. Die lange Rinne, die die Schmelze durchfliesst, bedeutet einen Temperaturverlust, so dass das Material in dem Wärmehalteofen überhitzt werden muss, damit an der Giessstation eine genügende Temperatur beim Anfahren erreicht werden kann. Extensive Giesszeiten bedeuten, dass der Schmelz- und Wärmehalteofen für die ganze Giesszeit zur Verfügung stehen muss, bevor nächste Schmelzrate zum Einsatz kommt. Der Energieverbrauch der Ofen ist entsprechend gross. Es werden in der Regel Flammenofen (reverberatory furnaces) mit Kohlenwasserstoff als Brennstoff verwendet, wodurch der Nachteil einer rapiden Absorption von Wasserstoff aus der Brennerflamme entsteht. Zudem entstehen Treibhausgase und andere die Atmosphäre belastende Verunreinigungen. Die lange, offene Rinne für den Durchfluss der Schmelze bedeutet aber auch, dass das Metall den Wasserstoff von der Atmosphäre aufnimmt und die Bildung von Schlacke verursacht.

[0004] Es ist gemäss der Druckschrift DE-A-37 36 117 eine Anlage jedoch für die Herstellung von Stahl bekannt, bei der in einem Ofen der Stahl geschmolzen und in Pfannen abgefüllt und mit diesen eine kontinuierliches Vergiessen erfolgt. Die verschiedenen Behandlungsstationen, welche durch Elektroofen bzw. durch Pfannen gebildet sind, sollen derart räumlich angeordnet sein, dass sie geradlinig zueinander verlaufen.

[0005] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein wirtschaftlicheres und flexibleres Giessverfahren für Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen vorzuschlagen sowie eine Giessanlage zum Durchführen des Verfahrens zu schaffen, die einen optimalen Zeitablauf für das Behandeln und das Vergiessen der Aluminiumschmelze ermöglichen und mit denen eine verbesserte Qualität der zu erzeugenden Halbprodukte erreicht werden kann.

[0006] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch ein Giessverfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 sowie durch eine Giessanlage mit den Merkmalen des Anspruches 13 gelöst.

[0007] Bevorzugte Weitergestaltungen des erfindungsgemässen Giessverfahrens sowie der erfindungsgemässen Giessanlage bilden den Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

[0008] Durch die erfindungsgemässe Verwendung von Pfannen für das Behandeln und Zuführen von Aluschmelze in steuerbaren Sequenzen zu vorzugsweise mehreren Giessstationen wird diese Verfahrensphase von dem eigentlichen Giessvorgang zeitlich abgekoppelt. Die einzelnen Behandlungen sind nicht mehr fix festgelegt und zeitlich begrenzt, sondern sie können nach Bedarf angepasst werden, bis die gewünschte Qualität der zu vergiessenden Schmelze in der jeweiligen Pfanne erreicht wird.

[0009] Das erfindungsgemässe Verfahren ist wesentlich effizienter als das In-line-Verfahren, da die Notwendigkeit von grossen Wärmehalteofen entfällt. Wenn überhaupt, werden die Ofen zum Schmelzen und Aufheizer gebraucht, jedoch nicht zum Wärmehalten über längere Zeitabschnitte. Diese können als energetisch effiziente und ökologisch vorteilhafte Induktionsofen ausgebildet sein.

[0010] Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1

schematisch ein Ausführungsbeispiel einer dem Stand der Technik entsprechenden Giessanlage für Aluminium; und

Fig.2

schematisch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Giessanlage für Aluminium.

[0011] Fig. 1 zeigt eine dem Stand der Technik entsprechende Giessanlage 1 für Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen. Als Ausgangsmaterial wird flüs- siges oder festes Aluminium in eine erste Stufe bzw. Station 2 eingebracht, die einen Schmelzofen 3 sowie einen an diesen angeschlossenen Wärmehalteofen 4 umfasst. Beispielsweise kann das Aluminium aus einem Füllraum mittels einer Transportpfanne 5 oder als eine Schrottladung geliefert werden. Bei den Ofen 3, 4 handelt es sich in der Regel um grosse Flammenofen mit Kohlenwasserstoff als Brennstoff. Die im Schmelzofen 3 erzeugte Schmelze wird im Wärmehalteofen 4 auf die notwendige Temperatur erhitzt und teilweise durch Rühren homogenisiert.

[0012] Nachdem die Aluminiumschmelze die erforderliche Temperatur erreicht hat, wird sie aus dem Wärmehalteofen 4 über eine lange Rinne 6 (Kanal) zu einer Giessstation 7 geleitet, wobei sie verschiedene Behandlungsstationen 11, 12 durchfliesst, die zusammen mit einem der Giessstation 7 vorgeschalteten Filter 13 eine zweite Stufe 10 der Giessanlage 1 allgemein bekannt als Rinnenbehandlung bilden. In der Behandlungsstation 11 werden der Aluschmelze diverse Legierungszusätze zugefügt. In der Behandlungsstation 12 findet eine Gasreinigung statt.

[0013] Die Giessstation 7, in der die Aluminiumschmelze zu Halbprodukten vergossen wird, kann in einer an sich bekannten und daher nicht näher beschriebenen Weise kontinuierlich oder halbkontinuierlich betrieben werden.

[0014] Die Behandlungszeiten in der Rinnen-Stufe 10 sind an den in der Giessstation 7 durchzuführenden Giessprozess gebunden und somit vorbestimmt und begrenzt. Die einzelnen Behandlungsstationen 11, 12, 13 müssen in ihrer Funktion zeitlich perfekt aufeinander abgestimmt sein. Funktioniert eine der Stufen dieser In-line-Anlage nicht, so muss die ganze Giessanlage 1 ausser Betrieb gesetzt werden. Der lange Kanal bzw. Rinne 6, durch die die Schmelze fliesst, bedeutet einen Temperaturverlust, so dass das Material in dem Wärmehalteofen 4 überhitzt werden muss (z.B. auf 730°C), damit an der Giessstation 7 eine genügende Temperatur beim Anfahren (z.B. 700°C) erreicht werden kann. Extensive Giesszeiten bedeuten, dass der Schmelz- und Wärmehalteofen 4 für die ganze Giesszeit zur Verfügung stehen muss, bevor nächste Schmelzrate zum Einsatz kommt. Der Energieverbrauch der Ofen 3, 4 ist entsprechend gross.

[0015] Bei den Flammenofen mit Kohlenwasserstoff als Brennstoff entsteht der Nachteil einer rapiden Absorption von Wasserstoff aus der Brennerflamme. Zudem entstehen Treibhausgase und andere die Atmosphäre belastende Verunreinigungen. Die lange, offene Rinne 6 (Kanal) für den Durchfluss der Aluschmelze bedeutet aber auch, dass das Metall den Wasserstoff von der Atmosphäre aufnimmt und die Bildung von Schlacke verursacht.

[0016] In Fig. 2 ist eine erfindungsgemässe Giessanlage 1 für Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen schematisch dargestellt. Die erste Stufe des erfindungsgemässen Giessverfahrens erfolgt in einer Füllstation 21, in welcher heisse Aluschmelze in eine Anzahl von Pfannen 25 gefüllt wird. Die Pfannen können beispielsweise ein Fassungsvermögen von 15 t aufweisen. Es kann entweder flüssiges, heisses (Temperatur ca. 900°C) Aluminium aus einem Füllraum mittels Transportpfannen direkt in die Pfannen 25 eingefüllt werden, oder es ist mindestens ein, vorzugsweise mehrere Ofen 22, 23, 24 der Füllstation 21 zugeordnet und für die Lieferung der Aluschmelze zuständig, wobei neben flüssigem Aluminium auch Aluminiumschrott oder zum Umschmelzen vorgesehene Blöcke als Ausgangsmaterial dienen können. Die Schmelze kann z.B. in halbstündigen Intervallen jeweils in eine der Pfannen 25 eingefüllt werden. Mit Vorteil kann aus den einzelnen Öfen Aluschmelze unterschiedlicher Qualität (mit unterschiedlichem Aluminium-Reinheitsgrad) in die Pfannen 25 eingefüllt werden, wobei das Füllen der Pfannen 25 mit Aluschmelze allenfalls auch mit gemischtem Material aus verschiedenen Ofen 22, 23, 24 computergesteuert verlaufen kann.

[0017] Als Ofen 22, 23, 24 können vorzugsweise elektrische Induktionsofen eingesetzt werden, die energetisch wesentlich effizienter sind als Flammenofen. Es kann sich dabei beispielsweise um Induktionsofen mit einem Fassungsvermögen von 20 t handeln, aus denen jeweils die 15 t Aluminiumschmelze in eine der Pfannen 25 gefüllt und die restlichen 5t beim Schmelzen einer weiteren Ladung behilflich sind.

[0018] Die erfindungsgemässe Giessanlage 1 verfügt über eine Reinigungs- und Vorbereitungsstation 30, aus welcher gereinigte und vorerhitzte Pfannen 25a zum Einfüllen zu der Füllstation 21 transportiert werden (sich auf einer Transportstrecke befindenden Pfannen 25 sind in Fig. 2 generell mit dem Buchstaben T bezeichnet). Durch die Vorheizung der Pfannen 25a auf beispielsweise 900°C kann die aus den mit einer Temperatur von ca. 800°C betriebenen Ofen 22, 23, 24 eingefüllte Aluschmelze länger in den Pfannen 25 verbleiben, bis sie auf die typische Giesstemperatur von 700°C absinkt, als es ohne Vorheizung der Fall wäre.

[0019] Nach dem Einfüllen der jeweilige Pfanne 25 wird von der Schmelzbadoberfläche die Schlacke abgeschöpft, indem die Pfanne 25 in eine Schrägstellung gebracht wird.

[0020] Die in der Füllstation 21 gefüllten Pfannen 25 werden zu einer Behandlungsstation 32 transportiert, in welcher die zweite Stufe des Giessverfahrens verläuft. Dabei werden zuerst Legierungszusätze in die Aluschmelze eingebracht (vgl. die mit 25b bezeichnete Pfannen in Fig. 2). (Allerdings kann auch zumindest ein Teil der Legierungszusätze bereits in die gereinigten Pfannen 25a vor dem Einfüllen der Schmelze eingebracht werden.) Danach wird die Aluschmelze homogenisiert und gereinigt (vgl. Pfannen 25c). Zu diesem Zweck werden die Pfannen unterhalb eines in die jeweilige Pfanne 25c eintauchbaren Gebläserades zum Einblasen von einem Inertgas, z.B. Argon oder Stickstoff, platziert , wobei eine kombinierte Wasserstoffentfernung, Homogenisierung und/oder Wärmeregulierung der Aluschmelze erfolgen kann. Mit dem Einblasen von Argon wird die Absorption von Wasserstoff von der in der Atmosphäre vorhandenen Feuchtigkeit eliminiert und die Schlackenbildung reduziert. Zur Beseitigung von alkalischen Spurverunreinigungen können zusätzlich kleine Mengen von Chlorin dem Reinigungsgas beigemischt werden.

[0021] Nach der Behandlung der Aluminiumschmelze können die Pfannen 25 in dafür vorgesehenen Lagerstationen (in Fig. 2 sind generell solche Lagerstationen mit dem Buchstaben S bezeichnet) gehalten werden, bis eine Giessstation 33 bzw. 34 verfügbar ist. Die Giessanlage 20 verfügt vorzugsweise über mehrere solche Giessstationen (in Fig. 2 zwei dargestellt), zu welchen die Pfannen 25 von der Behandlungs- oder Lagerstation transportiert werden können, und in welchen die Schmelze zu Halbprodukten vergossen wird.

[0022] Zum Aufrechterhalten der Aluschmelze-Temperatur können mit Vorteil die Pfannen 25 mit einem Deckel abgedeckt werden.

[0023] Während des Verweilens in der Lagerstation S kann die Temperatur in der Pfanne 25 durch Einblasen von Argon durch einen porösen Stöpsel im Pfannenboden hindurch herabgesetzt oder mittels eines in den Pfannendeckel eingebauten, kleinen Brenners aufrechterhalten oder erhöht werden.

[0024] Die Entleerung der Pfannen 25d an der jeweiligen Giessstation 33, 34 erfolgt durch den Pfannenboden unter steuerbarer Öffnung eines Schiebeverschlusses, wobei die ausfliessende Aluschmelze in einen Sammelkanal vorzugsweise unter Ummantelung durch ein Inertgas geleitet wird. Auch während dieser Phase kann durch den porösen Stöpsel im Pfannenboden Argon eingeblasen werden, wodurch die Schmelze gerührt und gereinigt wird. Durch Abdecken der Pfanne 25d kann in ihrem oberen Bereich inerte Atmosphäre geschaffen werden, die die Oxidation und Absorption von Wasserstoff herabsetzt.

[0025] Die Giessstationen 33, 34 sind jeweils in einer an sich bekannten Weise mit einem Filtersystem ausgerüstet und werden kontinuierlich oder halbkontinuierlich betrieben.

[0026] Nach dem Entleeren der Pfannen 25d werden diese zu der bereits erwähnten Reinigungs- und Vorbereitungsstation 30 transportiert und in dieser gereinigt (vgl. Pfanne 25e) und für die Wiederverwendung vorbereitet, insbesondere vorerhitzt (vgl. Pfanne 25a). Die entleerten Pfannen können auch bis zum Wiedergebrauch in dafür vorgesehenen Lagerstationen S aufbewahrt werden.

[0027] Für den Transport der Pfannen 25 von einer Station zu der nächsten oder zu den Lagerstationen S sind mehrfache Wege vorgesehen, wobei die Pfannen 25 auf Schienen oder mittels obliegender Kräne transportiert werden können.

[0028] Die erfindungsgemässe Giessanlage ist mit einem Steuersystem ausgestattet, mit dem die aus einzelnen Ofen 22, 23, 24 in die einzelnen Pfannen 25 einzufüllenden Chargen, die Legierungszusätze, Heizung, Kühlung, Gaszufuhr und Behandlungszeiten gesteuert werden, damit die Aluschmelze in gewünschter Qualität, mit gewünschter Temperatur und voll homogenisiert zu den Giessstationen 33, 34 gelangt.

[0029] Durch die erfindungsgemässe Verwendung von Pfannen 25 für das Behandeln und Zuführen von Aluschmelze in steuerbaren Sequenzen zu vorzugsweise mehreren Giessstationen 33, 34 wird diese Verfahrensphase von dem eigentlichen Giessvorgang zeitlich abgekoppelt. Die einzelnen Behandlungen sind nicht mehr fix festgelegt und zeitlich begrenzt, sondern sie können nach Bedarf angepasst werden, bis die gewünschte Qualität der zu vergiessenden Aluschmelze in der jeweiligen Pfanne erreicht wird. Wird z.B. ein niedriger Wasserstoffgehalt verlangt, kann die Gasreinigungszeit (degassing) verlängert werden. Diese Möglichkeit bestand bei dem traditionellen In-line-Verfahren nach Fig. 1 nicht. Die Produktionsleistung der Giessanlage hängt vom eigentlichen Giessprozess an den Giesstationen alleine ab, der fortgesetzt werden kann, bis die Zuführung der behandelten Aluschmelze zu den Giessstationen in gewollter Weise unterbrochen wird.

[0030] Das erfindungsgemässe Verfahren ist wesentlich effizienter als das Inline-Verfahren, da die Notwendigkeit von grossen Wärmehalteofen entfällt. Wenn überhaupt, werden die Ofen zum Schmelzen und Aufheizen gebraucht, jedoch nicht zum Wärmehalten über längere Zeitabschnitte. Diese können als energetisch effiziente und ökologisch vorteilhafte Induktionsofen ausgebildet sein. Durch Vorheizen der Pfannen kann die in den Öfen erreichbare Temperatur der Schmelze eine tieferen Wert betragen.

Ansprüche

1. Giessverfahren für Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen, bei dem ein Behandeln und Zuführen von Aluminiumschmelze zu mindestens einer Giessstation (33, 34) erfolgt, in welcher die Schmelze zu Halbprodukten oder dergleichen vergossen wird, dadurch gekennzeichnet, dass für das Behandeln und Zuführen der- Aluminiumschmelze zu der jeweiligen Giessstation (33, 34) eine Anzahl von Pfannen (25) verwendet wird, in welche die Schmelze eingefüllt, zu mindestens einer weiteren Stufe (32) transportiert und dort behandelt wird, und anschliessend zu der Giessstation (33, 34) geliefert wird, in welcher die Pfannen (25) entleert werden.

2. Giessverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einer weiteren Stufe (30) die entleerten Pfannen (25) gereinigt und für die Wiederverwendung vorbereitet, insbesondere vorerhitzt werden.

3. Giessverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Stufe (21) die Schmelze aus einem oder wahlweise aus mehreren Öfen (22, 23, 24) in die Pfannen (25) eingefüllt wird, wobei beim Vorhandensein von mehreren Öfen (22, 23, 24) Aluminiumschmelze unterschiedlicher Qualität aus den einzelnen Öfen (22, 23, 24) in die Pfannen (25) eingefüllt werden kann.

4. Giessverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Stufe (21) Induktionsofen verwendet werden.

5. Giessverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Einfüllen der jeweiligen Pfanne (25) die Schlacke von der Schmelzbadoberfläche abgeschöpft wird, wozu die Pfanne in eine Schrägstellung gebracht wird.

6. Giessverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Stufe (32) die Zugabe von Legierungszusätzen in die Schmelze, deren Reinigung und Homogenisierung sowie allenfalls jeweils eine Temperaturregulierung durchgeführt wird.

7. Giessverfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Behandlungsstufe (32) die Pfannen (25) unterhalb eines in die jeweilige Pfanne (25) eintauchbaren Gebläserades zum Einblasen von Argon oder Stickstoff platzierbar sind zur kombinierten Wasserstoffentfernung, Homogenisierung und allenfalls Wärmeregulierung, wobei zur Beseitigung von alkalischen Spurverunreinigungen zusätzlich kleine Mengen von Chlorin dem Reinigungsgas beigemischt werden können.

8. Giessverfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Legierungszusätze bereits in die entleerten und gereinigten Pfannen (25) vor dem Einfüllen der Aluminiumschmelze eingebracht wird.

9. Giessverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Pfannen (25) auf Schienen oder mittels obliegender Kräne die einzelnen Stationen bzw. Stufen durchlaufen, wobei mehrfache Wege zu vorzugsweise mehreren Giessstationen (33, 34) und zu zusätzlichen Lagerstationen (S) zum Abstellen von mit Aluminiumschmelze gefüllten und/oder leeren Pfannen (25) bis zum Gebrauch führen.

10. Giessverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Entleerung der Pfannen (25) an der jeweiligen Giessstation (33, 34) durch den Boden der Pfannen unter steuerbarer Öffnung eines Schiebeverschlusses erfolgt, wobei die ausfliessende Aluminiumschmelze in einen Sammelkanal vorzugsweise unter Ummantelung durch ein Inertgas geleitet wird.

11. Giessverfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllen der Pfannen (25) mit Aluminiumschmelze allenfalls mit gemischtem Material aus verschiedenen Ofen (22, 23, 24), die Zugabe der Legierungszusätze, die Homogenisierung, die Wärmeregulierung und der zeitliche Ablauf der Behandlung und Zuführung der Schmelze zu der gewählten Giessstation (33, 34) computergesteuert verläuft.

12. Giessverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Giessstation (33, 34) kontinuierlich oder halbkontinuierlich betrieben wird und mit einem Filtersystem ausgerüstet ist.

13. Giessanlage zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, mit mindestens einer Giessstation (33, 34) und mit Mitteln zum Behandeln und Zuführen von Aluminiumschmelze zu der Giessstation (33, 34), dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Behandeln und Zuführen von Aluschmelze eine Anzahl von in einer ersten Füllstation (21) mit der Schmelze füllbaren Pfannen (25) umfassen, die zu einer zweiten Behandlungsstation (32) und von dort zu der jeweiligen Giessstation (33, 34) transportierbar sind, wobei für den Transport mehrfache Wege vorgesehen sind, und die Pfannen (25) jeweils mit einem Schiebeverschluss oder dergleichen ausgestattet sind, durch dessen Öffnen sie entleerbar sind.

14. Giessanlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere Reinigungs- und Vorbereitungsstation (30) für die entleerten Pfannen (25) vorgesehen ist, von der die Pfannen (25) zu der Füllstation (21) transportierbar sind.

15. Giessanlage nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzliche Lagerstationen (S) zum Abstellen von mit Aluminiumschmelze gefüllten und/oder entleerten Pfannen (25) bis zum Gebrauch vorhanden sind.

16. Giessanlage nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllstation (21) eine Anzahl von mit Ausgangsmaterial belieferbaren Ofen (22, 23, 24), vorzugsweise Induktionsofen, versehen ist, wobei die einzelnen Ofen (22, 23, 24) allenfalls mit Alumaterial unterschiedlicher Qualität belieferbar sind.

17. Giessanlage nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Pfannen (25) mit einem Deckel abdeckbar sind, in welchen ein Brenner einbaubar ist zum Aufrechterhalten oder Erhöhen der Schmelzetemperatur.

18. Giessanlage nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Pfannen mit einem porösen Stöpsel zum Einblasen von einem Inertgas ausgestattet sind.

19. Giessanlage nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass für den Transport der Pfannen (25) von einer Station zu der nächsten und zu den Lagerstationen (S) Schienen oder Kräne vorhanden sind.

Claims

1. Casting method for aluminium or aluminium alloys, in which molten aluminium is treated and fed to at least one casting station (33, 34), in which the molten aluminium is cast into semi-finished products or similar, characterised in that
a number of ladles (25) are used to treat and to feed the molten aluminium to the respective casting station (33, 34), the melt being poured into said ladles, transported to a further stage (32) and treated there, and is then delivered to the casting station (33, 34), in which the ladles (25) are emptied.

2. Casting method according to claim 1, characterised in that in a further stage (30) the emptied ladles (25) are cleaned and prepared for re-use, in particular are pre-heated.

3. Casting method according to claim 1 or 2, characterised in that in the first stage (21) the melt is poured from one or alternatively from several furnaces (22, 23, 24) into the ladles (25), whereby if there are several furnaces (22, 23, 24) molten aluminium of varying quality from the individual furnaces (22, 23, 24) can be poured into the ladles (25).

4. Casting method according to claim 3, characterised in that induction furnaces are used in the first stage (21).

5. Casting methods according to one of the claims 1 to 4, characterised in that after filling the respective ladle (25), the slag is skimmed off the surface of the melting bath to which end the ladle is brought into a tilted position.

6. Casting method according to one of the claims 1 to 5, characterised in that the second stage (32) includes the addition of alloying additions to the melt, their purification and homogenisation and also if necessary any temperature regulation.

7. Casting method according to claim 6, characterised in that in the second treatment stage (32), the ladles (25) can be placed underneath an immersible rotary impeller to blow in argon or nitrogen for combined removal of hydrogen, homogenisation and if necessary, thermal regulation, whereby additional small amounts of chlorine can be mixed into the purge gas to remove alkali trace contaminants.

8. Casting method according to one of the claims 2 to 7, characterised in that at least part of the alloy additions has been placed in the emptied and cleaned ladles (25) before the molten aluminium is poured in.

9. Casting methods according to one of the claims 1 to 8, characterised in that the ladles (25) run through the individual stations or stages on rails or by means of overhead hoists, whereby multiple routes lead to preferably several casting stations (33, 34), and to additional storage stations (S) to store ladles (25) filled with molten aluminium and/or empty ones until use.

10. Casting method according to one of the claims 1 to 9, characterised in that the emptying of the ladles (25) occurs at the respective casting station (33, 34) through the base of the ladles by controlled opening of a sliding closure, whereby the outflowing molten aluminium is guided into a collector spout preferably encased by an inert gas.

11. Casting method according to one of the claims 6 to 10, characterised in that the filling of the ladles (25) with molten aluminium, if necessary with mixed material from various furnaces (22, 23, 24), the addition of the alloy additions, the homogenisation, the thermal regulation and chronological sequence of treatment and feeding of the molten aluminium to the selected casting station (33, 34), is computer-controlled.

12. Casting method according to one of the claims 1 to 11, characterised in that the respective casting station (33, 34) operates continuously or semi-continuously and is equipped with a filter system.

13. Casting machine to carry out the process according to claim 1, with at least one casting station (33, 34) and with means of treating and feeding molten aluminium to the casting station (33, 34), characterised in that the means of treating and feeding molten aluminium comprise a number of ladles (25) fillable in a first filling station (21) with the molten aluminium, which are transportable to a second treatment station (32) and from there to the respective casting station (33, 34), whereby multiple routes for the transport are provided, and the ladles (25) are each fitted with a sliding closure or similar, by the opening of which they can be emptied.

14. Casting machine according to claim 13, characterised in that a further purification and preparation station (30) is provided for the emptied ladles (25), from which the ladles (25) are transportable to the filling station (21).

15. Casting machine according to claim 13 or 14, characterised in that additional storage stations (S) are provided for storage of ladles (25) filled with molten aluminium and/or emptied ladles (25) until use.

16. Casting machine according to one of the claims 13 to 15, characterised in that the filling station (21) is provided with a number of furnaces (22, 23, 24) which can be supplied with basic material, preferably induction furnaces, whereby the individual furnaces (22, 23, 24) can if necessary be supplied with aluminium material of varying quality.

17. Casting machine according to one of the claims 13 to 16, characterised in that the ladles (25) can be covered by a cover in which a burner can be installed to maintain or to increase the temperature of the molten aluminium.

18. Casting machine according to one of the claims 13 to 17, characterised in that the ladles (25) are equipped with a porous plug for injection of an inert gas.

19. Casting machine according to one of the claims 13 to 18, characterised in that rails or hoists are provided for the transport of the ladles (25) from one station to the next and to the storage stations (S).

Revendications

1. Méthode de coulée pour de l'aluminium et des alliages d'aluminium, dans laquelle intervient une manipulation et une amenée de masse d'aluminium fondue à au moins une station (33, 34) de coulée dans laquelle la masse fondue est coulée en un produit semi-fini ou similaire, caractérisée en ce que pour la manipulation et l'amenée de la masse d'aluminium fondue à la station (33, 34) de coulée respective, un nombre des poches (25) est utilisé, dans lesquelles la masse fondue est versée, transportée à au moins un autre niveau (32) où elle y est manipulée, puis livrée à la station (33, 34) de coulée dans laquelle les poches (25) sont vidées.

2. Méthode de coulée selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'à un autre niveau (30), les poches vidées (25) sont nettoyées et préparées pour la réutilisation, en particulier préchauffées.

3. Méthode de coulée selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'au premier niveau (21), la masse fondue provenant d'un ou au choix de plusieurs fours (22, 23, 24) est versée dans les poches (25), de la masse d'aluminium fondue de qualité variable pouvant ainsi être versée dans les poches (25) en présence de plusieurs fours (22, 23, 24).

4. Méthode de coulée selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'au premier niveau (21), des fours à induction sont utilisés.

5. Méthode de coulée selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'après le remplissage dans la poche (25) respective, le laitier est enlevé de la surface du bain en fusion, la poche étant mise pour ce faire dans une position inclinée.

6. Méthode de coulée selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'au deuxième niveau (32), l'ajout d'additifs à l'alliage dans la masse fondue est effectué en vue de son épuration, de son homogénéisation ainsi que dans tous les cas respectivement, d'une régulation de la température.

7. Méthode de coulée selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'au deuxième niveau (32) de manipulation, les poches (25) peuvent être placées en dessous d'une roue de ventilateur pouvant être trempée dans la poche (25) respective pour insuffler de l'argon ou de l'azote en vue d'une élimination de l'hydrogène, homogénéisation et, dans tous les cas, régulation de température combinées, de petites quantités de chlorine pouvant être en plus mélangées au gaz d'épuration en vue d'éliminer les impuretés alcalines résiduelles.

8. Méthode de coulée selon l'une des revendications 2 à 7, caractérisée en ce qu'au moins une partie des additifs à l'alliage sont déjà ajoutés dans les poches (25) vidées et nettoyées avant le remplissage de la masse d'aluminium fondue.

9. Méthode de coulée selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que les poches (25) parcourent les différentes stations ou niveaux sur des rails ou au moyen de grues prévues à cet effet, des chemins multiples conduisant de préférence à plusieurs stations (33, 34) de coulée et à des stations (S) de stockage supplémentaires pour déposer des poches (25) remplies de masse d'aluminium fondue et/ou vidées jusqu'à leur utilisation.

10. Méthode de coulée selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que le vidage des poches (25) à la station (33, 34) de coulée respective se fait par le fond des poches sous ouverture gouvernable d'une fermeture coulissante, la masse d'aluminium fondue qui s'écoule étant dirigée dans un canal collecteur de préférence sous enrobage par un gaz inerte.

11. Méthode de coulée selon l'une des revendications 6 à 10, caractérisée en ce que le remplissage des poches (25) de masse d'aluminium fondue avec dans tous les cas de la matière mélangée provenant de différents fours (22, 23, 24), l'ajout des additifs à l'alliage, l'homogénéisation, la régulation thermique et le déroulement chronologique de la manipulation et de l'amenée de la masse fondue à la station (33, 34) de coulée choisie sont pilotés par ordinateur.

12. Méthode de coulée selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisée en ce que la station (33, 34) de coulée respective est exploitée continuellement ou semi-continuellement et est équipée d'un système de filtration.

13. Installation de coulée pour exécuter la méthode de coulée selon la revendication 1, avec au moins une station (33, 34) de coulée et avec des moyens pour manipuler et amener de la masse d'aluminium fondue à la station (33, 34) de coulée, caractérisée en ce que les moyens pour manipuler et amener de la masse d'aluminium fondue comportent un nombre de poches (25) pouvant être remplies de masse fondue dans une première station (21) de remplissage, lesquelles peuvent être transportées à une deuxième station (32) de manipulation et de là à la station (33, 34) de coulée respective, des chemins multiples étant prévus pour le transport et les poches (25) étant respectivement équipées d'une fermeture coulissante ou similaire, par l'ouverture de laquelle elles peuvent être vidées.

14. Installation de coulée selon la revendication 13, caractérisée en ce qu'une autre station (30) de nettoyage et de préparation est prévue pour les poches (25) vidées, depuis laquelle les poches (25) peuvent être transportées à la station (21) de remplissage.

15. Installation de coulée selon la revendication 13 ou 14, caractérisée en ce que des stations (S) de stockage supplémentaires sont présentes pour déposer des poches (25) remplies de masse d'aluminium fondue et/ou vidées jusqu'à leur utilisation.

16. Installation de coulée selon l'une des revendications 13 à 15, caractérisée en ce que la station (21) de remplissage est pourvue d'un nombre de fours (22, 23, 24) pouvant recevoir de la matière première, de préférence des fours à induction, les différents fours (22, 23, 24) pouvant recevoir dans tous les cas de la matière d'aluminium de qualité variable.

17. Installation de coulée selon l'une des revendications 13 à 16, caractérisée en ce que les poches (25) peuvent être couvertes par un couvercle, dans lequel un brûleur peut être monté pour maintenir ou augmenter la température de la masse fondue.

18. Installation de coulée selon l'une des revendications 13 à 17, caractérisée en ce que les poches sont équipées d'un bouchon poreux pour insuffler un gaz inerte.

19. Installation de coulée selon l'une des revendications 13 à 18, caractérisée en ce que des rails ou des grues existent pour transporter les poches (25) d'une station à la suivante et aux stations (S) de stockage.

Zeichnung