DE1960283A1

DE1960283A1 - Vacuum degassing apparatus for use in continuous casting of metals and methods of continuously casting molten metal while it is being vacuum degassed

Info

Publication number: DE1960283A1
Application number: DE19691960283
Authority: DE
Inventors: Klingerman Robert H; Ashburn Lennie L
Original assignee: Pennwalt Corp
Current assignee: Pennwalt Corp
Priority date: 1968-12-18
Filing date: 1969-12-01
Publication date: 1970-07-09
Also published as: FR2026467A7

Description

21.75921,759

CORPORATION
Philadelphia (Pennsylvania, USA)CORPORATION
Philadelphia (Pennsylvania, USA)

VakuumentgasungsVorrichtung für die Verwendung beim Stranggießen von Metallen und Verfahren zum Stranggießen von sohmelzflüssigem Metall, während es einer Vakuumentgasung unterworfen ist,Vacuum degassing device for use in continuous casting of metals and methods of continuously casting molten metal while it is subjected to vacuum degassing,

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Stranggießen von entgastem, schmelzflüssigem Metall, insbesondere eine Einrichtung zum Beschicken von Stranggießeinrichtungen mit vakuumentgastem Stahl bei einer gesteuerten Temperatur und in einer gesteuerten Strömungsmenge, wobei nur in minimalem Ausmaß Pfaimenhebeeinrichtungen erforderlich sind.The invention relates to a device and a method for continuous casting of degassed, molten metal, in particular a device for charging continuous casting devices with vacuum degassed steel at a controlled temperature and in a controlled flow rate, with only minimal Extent Pfaimenhebeebeinrichtung are required.

Die bisherigen Versuche zum Stranggießen von schmelzflüssigem Metall im Vakuum sind im allgemeinen daran gescheitert, daß es nicht möglich war, in dem ganzen gegossenen Strang eine einheitliche Qualität und Konsistenz aufrechtzuerhalten. Insbesondere war es schwierig, die Menge zu steuern, in der das schmelzflüssige Metall pro Zeiteinheit aus der Vakuumentgasungskammer gegossen oder ablaufen gelassen wurde. Dieses Problem war in erster Linie darauf zurückzuführen, daß es schwierig war, die Schmelze der Entgasungseinrichtung in einer konstanten Menge pro Zeiteinheit zuzuführen. Es konnte ferner nur mit Schwierigkeiten gewährleistet werden, daß alle Teile der dem Vakuum ausgesetzten Schmelze einheitlich entgast wurden, ohne daß eine Wahrscheinlichkeit bestand, daß verschiedene Teile der Schmelze verschiedene Einschlüsse von schädlichen Gasen, d.h. Wasserstoff, Sauerstoff,The previous attempts at continuous casting of molten Metal in a vacuum generally failed because it was not possible to make one in the entire cast strand maintain consistent quality and consistency. In particular, it was difficult to control the amount in which the molten metal was poured or drained from the vacuum degassing chamber per unit of time. This problem was primarily due to the fact that it was difficult to keep the melt of the degassing device in a constant amount per To supply time unit. Furthermore, it could only be ensured with difficulty that all parts of the exposed to the vacuum Melt were uniformly degassed with no likelihood that different parts of the melt would be different Inclusions of harmful gases, i.e. hydrogen, oxygen,

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Stickstoff, enthielten, Ss war auch schwierig, in der Schmelze, " während sie der Vakuumbehandlung unterworfen war, eine relativ .konstante Temperatur zu erzielen. Es hat sich als unzweckmäßig "■ erwiesen, den Ofen selbst als Primärentgasungsgefäß zu verwenden, weil· die Induktionsöfen oder Elektronenstrahlofen relativ klein ■ sind. Induktionsheizeinrichtungen, die in Zwischenentgasungskammern angeordnet waren, erforderten äußerst große und notwendigerweise teure Anlagen« Eine Erhitzung des Metalls während seiner Entgasung mit einem Lichtbogen oder durch elektrische Widerstandserhitzung war praktisch unmöglich, weil das heftige Kochen der Schmelze im Vakuum .die Aufrechterhaltung eines konstanten Abstandes zwischen den Li-chtbogenelektroden und der £ Schmelze fast unmöglich-machten. Durch die Auflösung der Kohlenelektroden in der Schmelze werden zusätzlich Verunreinigungen in ein System eingeführ-t, in dem der entgegengesetzte Effekt erwünscht ist. Schließlich ist es mit den vorhandenen Elektronenstrahlgeräten nicht möglich, Wärme und Leistung in den für die relativ großen Anlagen zum Frischen von Stahl erforderlichen Mengen zuzuführen.Nitrogen, contained, Ss was also difficult to melt in, "while it was subjected to the vacuum treatment, a relative one .to achieve constant temperature. It has been found to be inexpedient "■ proved to use the furnace itself as a primary degassing vessel because · the induction furnaces or electron beam furnaces are relatively small ■ are. Induction heaters placed in intermediate degassing chambers required extremely large and necessarily large ones expensive systems «Heating the metal during its degassing with an electric arc or electric Resistance heating was practically impossible because the vigorous boiling of the melt in a vacuum. Maintaining a constant Distance between the arc electrodes and the melt almost impossible. By dissolving the carbon electrodes In the melt, additional impurities are introduced into a system in which the opposite effect is desired is. After all, it is with the existing electron beam devices not possible, heat and power in the required for the relatively large plants for refining steel To add quantities.

In dem Bntgasungssystem selbst wurde eine Vakuumkammer verwendet, in die oben schmelzflüssiges Metall eingegossen und in der eine aus der Schmelze bestehende, barometrische Säule mit einer Hennlänge von 145 cm aufrechterhalten wurde. Infolge dieser Anordnung mußte die Pfanne noch höher gehoben werden, als dies w an sich schon für den Strangguß erforderlich ist. Im Betrieb von kontinuierlich durchströmten Entgasungssystemen, bei denen zwei Schenkel der.Kammer in das schmelzflüssige Metall eintauchten und das Metall in die Kammer hochgesaugt und danach umgewälzt wurde, traten große Schwierigkeiten auf, weil die Vorgänge nur schwer beherrscht werden konnten. Ferner ist es erforderlich, in einem System, in dem die Berührung mit feuerfestem Material möglichst gering sein soll, über der Pfanne und den Vakuumgefäßen zus&talich mindestens ein und im allgemeinen zwei feuerfest ausgekleidete Gefäße vorzusehen.In the degassing system itself, a vacuum chamber was used, into which molten metal was poured at the top and in which a barometric column consisting of the melt and a length of 145 cm was maintained. As a result of this arrangement, the pan must be raised even higher than w in itself for the continuous casting is required. In the operation of continuously flowing degassing systems, in which two legs of the chamber were immersed in the molten metal and the metal was sucked up into the chamber and then circulated, great difficulties arose because the processes were difficult to control. Furthermore, in a system in which the contact with refractory material should be as little as possible, at least one and generally two refractory lined vessels are provided above the ladle and the vacuum vessels.

Die Erfindung vermeidet alle vorstehend angegebenen Nachteile dadurch, daß das schmelzflussige Metall, das in einem Lichtbogenofen oder einem basischen Sauerstoffofen erzeugt worden ist, in einen aufwärtsgerichteten Trichter gegossen wird, der mit dem unteren Teil einer Vakuumkammer in Verbindung steht, die von ■ einer Zwischenpfanne gebildet wird» Aufeinanderfolgende Mengen des schmelzflüssigen Metalls werden aus Pfannen in den Trichter ' gegossen. Unter der Wirkung des Vakuums wird eine barometrische Säule aus schmelzflüssigem Metall ^aufwärts in die Kammer gesaugt. Am Boden der Kammer ist im Bereich einer dem Eintrittstrichter entgegengesetzten Wand eine durch eine Stopfenstange gesteuerte Düse vorgesehen, durch die das schmelzflüssige Metall in der gewünschten Menge pro Zeiteinheit in die Stranggießkokille gegossen wird. Alle in der Zwischenpfannenkammer befindlichen .Teile der Schmelze werden dem Vakuum ausgesetzt, und" zwar infolge der 'Umwälzwirkung, die auf die stärkere Gas ent wicklung am Eintrittsende zurückzuführen ist, wo das eine größere Menge eingeschlossener G-ase enthaltende Metall aufsteigt und das bereits· entgaste schmelzflüssige Metall absinkt. Ein aufwärtsgerichteter Inertgasstrom, der am Boden der Kammer eingeleitet wird, bildet einen Vorhang, der die innerhalb der Kammer vorhandenen Zonen,, in denen sich das Metall aufwärts bzv/. abwärts bewegt, voneinander getrennt "werden. Innerhalb der Zwischenpfanne wird ein Plasma-Lichtbogen erzeugt, der an die Schmelze während ihrer Entgasung Wärme abgibt, und Wärmeverluste kompensiert, die auf Strahlung, Leitung und Konvektion zurückzuführen sind. Das aus der Zwischenpfanne in die Stranggießkokillen gegossene, entgaste Metall ist ruhig und hat eine einheitliche Temperatur, so daß die Gefahr von Ausbrüchen aus den Strängen während des Gießens sehr gering ist.The invention avoids all of the above Disadvantages in that the molten metal, which is in a Arc furnace or a basic oxygen furnace is poured into an upwardly directed funnel which communicates with the lower part of a vacuum chamber which is of ■ a tundish is formed 'Successive amounts of molten metal are poured from pans into the funnel' poured. Under the action of the vacuum, a barometric column of molten metal is drawn upward into the chamber. At the bottom of the chamber there is an entry funnel in the area opposite wall a nozzle controlled by a stopper rod is provided, through which the molten metal in the desired Amount per unit of time is poured into the continuous casting mold. All parts of the Melts are exposed to the vacuum, "as a result of the 'circulating effect, which can be traced back to the stronger gas development at the inlet end, where a larger amount of trapped gas is trapped Metal containing gases rises and the already degassed molten metal is sinking. An upward stream of inert gas introduced at the bottom of the chamber forms one Curtain covering the zones existing within the chamber, in which the metal upwards or /. Moved downwards, separated from each other ”. Inside the tundish a plasma arc is created generated, which gives off heat to the melt during its degassing, and compensates for heat losses due to radiation, conduction and Due to convection. That from the intermediate pan into the Continuous casting molds cast, degassed metal is calm and has a uniform temperature, so that there is a risk of breakouts from the strands during casting is very low.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zum kontinuierlichen Entgasen und Gießen unter Bildung eines einheitliehen und homogenen, geformten Gußstranges.The object of the invention is to create a method and a device for continuous degassing and casting to form a unitary and homogeneous shaped Cast strand.

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Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, für den Strangguß eine Vakuumentgasungsvorrichtung zu schaffen, in der der Schmelze Wärme zugeführt und die Schmelze bewegt werden kann, damit die Schmelze beim Gießen eine konstante Temperatur hat.Another object of the invention is to provide a vacuum degassing device for continuous casting in which heat can be supplied to the melt and the melt can be moved so that the melt has a constant temperature during casting.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht .in der Schaffung eines Verfahrens und von Vorrichtungen zum kontinuierlichen Entgasen .und Stranggießen derart-, daß die Gefahr von Ausbrüchen aus den Kokillen beim Guß sehr gering ist.Another object of the invention is to provide a method and apparatus for continuous Degassing and continuous casting in such a way that there is a risk of outbreaks from the molds during casting is very low.

ferner besteht eine Aufgabe der Erfindung in der Schaffung einer Stranggießvorriclrtung, in der die pro Zeiteinheit ver-™ gossenen Menr-en a,uf einfache weise gesteuert und leicht geregelt werden können.it is also an object of the invention to provide a continuous casting device, in which the per unit of time ver ™ poured menr-en a, in a simple manner controlled and easily regulated can be.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung- besteht darin, für eine Stranggießanlage eine Metallentgasungsvorrichtung zu schaffen, die eine beträchtliche Herabsetzung der Hubhöhe der Pfanne ermöglicht.Another object of the invention is to create a metal degassing device for a continuous casting plant, which allows a considerable reduction in the lifting height of the pan.

Die Erfindung hat ferner die Aufgabe, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen von billigen Knüppeln und Brammen zu"schaffen, die aus⁼unberuhigtem Material'bestehen und nicht zum Altern neigen.The invention also has the object to provide a method and apparatus for generating cheap billets and slabs to provide ", the unkilled from ⁼ Material'bestehen and do not tend to aging.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht außerdem in der Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zum Entgasen im Zusammenhang m±t einem Stranggießvorgang, wobei eine einzige Vakuumkammer verwendet wird und die Anzahl der erforderlichen, feuerfest ausgekleideten Gefäße auf ein Minimum herabgesetzt ist.It is also an object of the invention to provide a method and a device for degassing in the context of m ± t a continuous casting process, whereby a single vacuum chamber is used and the number of required, refractory lined vessels is reduced to a minimum.

Ferner besteht eine Aufgabe der Erfindung in der Schaf- **fung eines Stranggießverfahrens, in dem aie Schmelze beim Gießen «-- . ruhig ist und der Schmelze keine schädlichen Schlackenbildner zugesetzt zu werden brauchen. . ■Furthermore, there is an object of the invention in the sheep ** Implementation of a continuous casting process in which aie melt during casting «-. is calm and the melt has no harmful slag builders need to be added. . ■

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Die Erfindung hat außerdem die Aufgabe, eine verbesserte Vorrichtung der "beschriebenen Art zu schaffen, die Leicht und wirtschaftlich hergestellt werden kann, eine robuste Konstruktion besitzt und wirksam und mit hohem Wirkungsgrad arbeitet.The invention also has the object of providing an improved To provide apparatus of the type described which can be easily and economically manufactured, a robust construction owns and works effectively and with high efficiency.

Me Erfindung schafft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Vakuumentgasen und zum Stranggießen, wobei schmelzflüssiges Metall in eine Vakuumkammer einer Zwischenpfanne durch einen Eintrittstrichter gegossen wird, der im Bereich des Bodens der Kammer, aber oberhalb einer der entgegengesetzten Seite benachbarten, stopfengesteuerten Düse angeordnet ist. Unter der Wirkung .des Vakuums wird schmelzflüssiges Metall in die Kammer gesaugt und in der Kammer durch einen Plasma-Lichtbogen erhitzt.' Das Stranggießen des entgasten Metalls erfolgt bei einer gesteuerten Menge pro Zeiteinheit und mit einem minimalen Aufwand an Pfannenhebeeinrichtungen.Me invention provides a method and an apparatus for continuous vacuum degassing and continuous casting, wherein molten metal in a vacuum chamber of a tundish is poured through an entry funnel located in the area of the bottom of the chamber but above one of the opposite side adjacent, stopper-controlled nozzle is arranged. Under the effect of the vacuum, molten metal is drawn into the chamber sucked and heated in the chamber by a plasma arc. ' The continuous casting of the degassed metal takes place with a controlled Quantity per unit of time and with a minimal amount of ladle lifting equipment.

Zur Lösung der vorstehend angegebenen Aufgaben besteht die Erfindung aus Konstruktionseinzelheiten und einer Kombination von Teilen. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert» In diesen zeigtIn order to achieve the objects set out above, the invention consists of details of construction and a combination of parts. Embodiments of the invention are explained below with reference to the drawings »In these shows

Jig. 1 im Vertikalschnitt eine für die Verwendung in einer S tr anggieß anlage bestimmte Vakuumentgasungsvorrichtung nach einer Ausführungsform der Erfindung,Jig. 1 in vertical section one for use in a vacuum degassing device after a continuous casting plant an embodiment of the invention,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 in Fig. 1,Fig. 2 is a section along the line 2-2 in Fig. 1,

3?ig. 3 im Vertikalschnitt eine zweite Ausführungsform dar Erfindung,3? Ig. 3 shows a second embodiment in vertical section the invention,

Fig. 4 im Vertikalschnitt eine weitere Au sführungsform der Erfindung und4 shows a further embodiment in vertical section of the invention and

Fig. 5 eine Draufsicht zu Fig. 4,FIG. 5 is a plan view of FIG. 4,

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In den Zeichnungen sind ähnliche Teile mit gleichen- „ Bezugszeichen versehen. In eine Vakuum-Zwischenpfanne A wird aus einer Pfanne B schmelzflüssiges Metall gegossen. Das vakuumentgaste Metall wird in die Stranggießkokille 0 gegossen, in der es einen Strang "bildet.In the drawings, similar parts are identified by the same " Provided with reference numerals. Molten metal is poured from a pan B into a vacuum tundish A. The vacuum-degassed Metal is poured into the continuous casting mold 0, in which it forms a strand ".

Gemäß den Figuren 1 und 2 besitzt die Zwischenpfanne A eine allgemein zylindrische Kammer mit einem Außenmantel 12, die mit einem geeigneten feuerfesten Material 14 ausgekleidet ist. Mit der unteren Kammer ist durch Flansche 18 ein deckel 16 lösbar verbunden, in dem eine Leitung 20 angeordnet ist, welche das m. Innere der Kammer A mit einem nicht gezeigten, geeigneten Vakuumsystem verbindete Im Bereich des Bodens 22 der Kammer A befindet -. sich ein Eintrittsrohr 24, an dessen äußerem Ende ein Trichter 26 montiert ist, in den das schmelzflüssige Metall 28 aus der Pfanne B gegossen wird. Die Gesamthöhe der Kammer.A beträgt annähernd 6 ti, so daß der schmelzflüssige Stahl eine barometrische Säule in einer Höhe von 145 cm über dem oberen Ende des Eintrittsrohrs bilden kann, und oberhalb dieser Stahlsäule ein freier Raum in einer Höhe von mehreren Metern und unterhalb der Stahl- . säule ein Raum von 60 oder 90 cm Höhe vorhanden ist, der den Deckel 16 und den Boden .22 enthält. Das Volumen des Trichters 26 soll so groß sein, daß es das Volumen der barometrischen Stahlsäule aufnehmen kann, wenn das Vakuumsystem ausfällt.According to FIGS. 1 and 2, the tundish A has a generally cylindrical chamber with an outer jacket 12 which is lined with a suitable refractory material 14. With the lower chamber by means of flanges 18, a cover 16 is detachably connected, is disposed in the conduit 20 that the m inside of the chamber A with a not shown, suitable vacuum system verbindete In the region of the bottom 22 of the chamber A is located. -. There is an inlet tube 24, at the outer end of which a funnel 26 is mounted, into which the molten metal 28 from the pan B is poured. The total height of Chamber.A is approximately 6 ti, so that the molten steel can form a barometric column at a height of 145 cm above the top of the inlet pipe, and above this steel column a free space several meters high and below Stole- . pillar a space of 60 or 90 cm high is available, which contains the lid 16 and the bottom .22. The volume of the funnel 26 should be large enough to accommodate the volume of the steel barometric column if the vacuum system fails.

In dem Boden 22 ist im Bereioh der der Eintrittsäffnung 24 diametral entgegengesetzten Wand eine übliche Düse 30 ausgebildet, die mit einer vertikal hin- und hergela- .an Stopfenstange 32 verschlossen ist, so daß die Menge gesteuert werden kann, in der das schmelzflüsaige Metall pro Zeiteinheit aus der Kammer herausfließen kann. Elektrische Meßfühler 34 zeigen den Stand des schmelzflüssigen Metalls in der Kammer A an. Der Stopfen 32 besitzt eine feuerfest verkleidete Stange, die mit Luft gekühlt ist, damit sie dem Angriff des schmelaflüssigen Metalls ao lange gewachsen ist, wie dies für das Stranggießen erforderlioh ist, Ituft tritt durch ein zentrales Rohr 36 in die Stopfenstange 32 ein, strömt in ihr abwärts zu dem geschlossenen, unteren Ende und durch den das Rohr umgebenden Ringraum aus,A conventional nozzle 30 is formed in the bottom 22 in the region of the wall diametrically opposite the inlet opening 24, those with a vertical back and forth on the stopper rod 32 is closed, so that the amount can be controlled in which the molten metal per unit of time from the chamber can flow out. Electrical sensors 34 indicate the level of molten metal in chamber A. The plug 32 has a refractory-clad rod that is air-cooled so that it is long against the attack of the molten metal has grown as required for continuous casting, Ituft enters the stopper rod 32 through a central tube 36 in, flows downward in it to the closed, lower end and out through the annular space surrounding the pipe,

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In dem Deckel 16 ist ein abgedichtetes Lager 36 angeordnet, welches das koaxiale Rohr 38 umgibt und in dem die Stopfen stange 32 verschiebbar gelagert ist. An dem -koaxialen Rohr 38 der Stopfenstange 32 ist ein Querglied 40 befestigt, .dq.s mit einem Kolbeiitrieb 42 verbunden ist, der auf einem Tragstück 44 montiert' ist. Dip Stopfenstange 32 kann daher als ein Ventil verwendet werden, welches das fließen des sclimelzflüssigen Metalls durch die Düse 30 steuert. Das untere iinde der Düse 30 ist von einer Quarzhülse 46 uiiijeben, damit es in das-schon in der Stranggießkokille 0 befindliche,' schmelzflüssig^ Metall gegossen werden kann. In der Hülse 46 befindet sich eine Zerreißscheibe 48 aus Aluminium.In the cover 16 a sealed bearing 36 is arranged which surrounds the coaxial tube 38 and in which the plugs rod 32 is slidably mounted. On the coaxial tube 38 of the Stopper rod 32 is attached to a cross member 40, .dq.s with a Kolbeiittrieb 42 is connected, which is mounted on a support piece 44 ' is. Dip stopper rod 32 can therefore be used as a valve which is the flow of the molten metal through the Nozzle 30 controls. The lower iind of the nozzle 30 is of a quartz sleeve 46 uiiijeben, so that it is already in the continuous casting mold 0 located, 'molten ^ metal can be poured. In the sleeve 46 there is a tear disk 48 made of aluminum.

Der Boden 22 der Kammer A ist von mehreren G-asdiffusionsröhrchen 50 durchsetzt, die im Halbkreis angeordnet sind. Durch die Röhrchen 50 wird ein Inertgas, z.B. Argon eingeleitet, das in Form einer Anzahl von Blasen aufsteigt, die einen Vorhang bilden. Di-eser aufsteigende Inertgasstrom umgibt das Eintrittsrohr 24 und bildet eine Abschirmung oder einen Teilungsvorhang, . der gewährleistet, daß das eintretende schmelzflüssige Metall, das entgast werden soll, keinen Strömungskurzschluß bildet und nicht durch die Austrittsdüse 30 austritt, ehe es dem Vakuum ausgesetzt woraen ist.The bottom 22 of the chamber A is made up of several gas diffusion tubes 50 interspersed, which are arranged in a semicircle. An inert gas, e.g. argon, is introduced through the tube 50, which rises in the form of a number of bubbles that form a curtain. This rising inert gas flow surrounds the inlet pipe 24 and forms a screen or a partition curtain,. which ensures that the incoming molten metal which is to be degassed does not form a flow short circuit and does not exit through the exit nozzle 30 until it has been exposed to the vacuum.

In dem Deckel 16 ist ein Plasma-Lichtbogenbrenner 52 montiert, der eine Lichtbogensäule auf das Bad aus schmelzflüssigem Metall abgibt. Zunächst arbeitet der Brenner 52 nicht mit " · einem auf die Schmelze übergehenden Lichtbogen, sondern mit einem Zündlichtbogen zwischen der Kathode und der Anode des Brenners selbst. Durch die Düse des Brenners wird ein Inertgas, z.B. ^-rgon, eingeleitet. Ein außen angeordneter, nicht gezeigter Generatorkreis wird so eingeschaltet, daß eine oder mehrere der aus Kohlenstoff bestehenden Röhrchen 50 anodisch geschaltet sind» Jetzt geht der Lichtbogen auf die Schmelze 28 über und erzeugt er eine ionisierend v/irkende Plasmasäule, die eine Flamme bildet, deren Temperatur etwa 10 000° bis 30 000° C beträgt. Da der Brenner 52 in einem Abstand von mehreren Metern von dem Spiegel der Schmelze '28 angeordnet sein kann, ohne daß der Lichtbogen unterbrochen wird, behindert das heftige Kochen der Schmelze während derIn the cover 16, a plasma arc torch 52 is mounted, which puts an arc column on the bath of molten liquid Metal gives off. Initially, the burner 52 does not work with "· an arc passing over to the melt, but with one Pilot arc between the cathode and the anode of the burner itself. Through the nozzle of the burner an inert gas, e.g. ^ -rgon, initiated. An externally arranged, not shown generator circuit is switched on so that one or more of the carbon existing tubes 50 are anodically connected »Now the arc passes over to the melt 28 and generates a ionizing plasma column which forms a flame, the temperature of which is approximately 10,000 to 30,000 ° C. Since the burner 52 may be located at a distance of several meters from the mirror of the melt '28 without interrupting the arc hinders the violent boiling of the melt during the

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Entgasung nicht die iiichtbogonflaume und führt es auch nicht zur Verunreinigung. Xn dem HaIw des Eintrittsrolirs 24 sind üiIf c-Induktionsspulen 54 angeordnet, die zum Erhitzen-dienen, z.B» zum Schmelzen von Metall, das möglicherweise am Ende eines Entgasunjsvorgangs in dem Eintrittsrohr erstarrt sein kann.Degassing does not and does not lead to Pollution. In the half of the entry roller 24 are uIf c induction coils 54 arranged, which are used for heating, e.g. for melting metal, possibly at the end of a degassing process may be solidified in the inlet pipe.

Die Pfanne B ist in jeder ilinoin-ht üblich .-.',usgebildet. die kann beispielweise ein Behälter sein, der ein fassungsvermögen von 200 t hat und in den schmelzflüssiges lie tall aus einen lichtbogenofen oder einem basischen Sauerstoffofen eingebracht worden ist. Die Pfanne ist ein feuerfest ausgekleidetes Gefäß, ■in dem die Schlacke und-andere Verunreinigungen aufschwimmen. Durch Betätigung der Stopfenstange 58 wird die Pfanne durch die an ihrem Boden angeordnete Düse 56. abgestochen, so daß in den Trichter-26 eine von Schlacke und Verunreinigungen freie Metallschmelze fließt. Mg. 1 zeigt deutlich die geringe Hubhöhe der Pfanne, so daß auch der. Gießkran niedrig sein kann, weil die Pfanne-in einen Trichter 26 gegossen wird, der sich im Bereich des Bodens der Zwischenpfannenkammer Λ befindet.The pan B is usual in every ilinoin-ht. it can, for example, be a container that has a capacity of 200 t and in the molten metal from one arc furnace or a basic oxygen furnace introduced has been. The pan is a refractory lined vessel, ■ in which the slag and other impurities float. By actuating the stopper rod 58, the pan is tapped through the nozzle 56 arranged at its bottom, so that in the Funnel-26 a molten metal free of slag and impurities flows. Mg. 1 clearly shows the low lifting height of the Pan, so that too. Watering crane can be low because of the Pan-poured into a funnel 26, located in the area of the bottom of the intercostal chamber Λ.

Es ist hier nur der Oberteil 60 der Stranggießkokille gezeigt. LIan erkennt jedoch, daß dieser Oberteil 60 einen allgemein rechteckigen, wassergekühlten Stahlmantel bildet, der beispielsweise für das Gießen eines Knüppelstrangs eine Größe von 229x229 mm oder für das Gießen eines Brammenstrangs eine Länge von 762-1016 mm und eine Breite von 152-254 mm haben kann. Beim Gießen eines Braumenstranges kann man in einer langgestreckten Zwischenpfanne mehrere, in iiorizontaln,bständeii voneinander ange-. ordnete Düsen vorsehen, aus denen mehrere Stränge gegossen werden können. Während der Stahl aus der Düse 50 oder den Düsen der Zwischenpfanne austritt, wird ein in der Kokille befindliches Anfahrstück allmählich herausgezogen. Der Kokillenteil 60 wird in sanfte Schwingungen versetzt, damit die Schmelze nicht anklebt. Der Knüppel- oder Brarnmenstrang wird dann abwärtsbewegt, wobei er fortschreitend erstarrt.Only the upper part 60 of the continuous casting mold is shown here. However, LIan recognizes that this top 60 is a general one forms a rectangular, water-cooled steel jacket, which, for example, for casting billets, has a size of 229x229 mm or, for the casting of a slab strand, can have a length of 762-1016 mm and a width of 152-254 mm. At the You can pour a brewing strand in an elongated Several intermediate sockets, horizontally spaced apart from one another. Provide arranged nozzles from which several strands can be poured. While the steel from the nozzle 50 or the nozzles of the A starting piece located in the mold is gradually pulled out. The mold part 60 is set in gentle vibrations so that the melt does not stick. The stick or brarnmen strand is then moved downwards, where he progressively freezes.

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Man kann uie Vakuum-Zwischenpfanne A in der Weise speisen, da/3 eine Pfanne B in den Trichter 26 hinein abgestochen wird, • während die LS topf ο ns tarige 32 die Düse 30 schließt. In dieser Pho.se braucht dann das Vakuumsystem nicht evakuiert zu werden,, Das in den Trichter 26 gegossene, schmelzflüssige Metall 28 gelangt in die zylindrische Kammer 12, in der das schmelzflüssige Metall denseloen Stand erreicht wie in dem Trichter 26. Danach kann man den Plasma-Lichtbogen-Brenner 52 zum Vorerhitzen des Inneren der Zwischenpfanne Λ verwenden. Wenn das Eintrittsrohr 24- vollständig bedeckt ist, wird die Pumpe inri cn tun:; eingeschaltet, so daß die Kammer 12 evakuiert wird und das schmelzflüssige Metall in ihr zu einer barometrischen Säule aufsteigt, deren oberes Ende etwa 145 cm über dem Schmelzspiegel in dem Trichter liegt. Von dem Plasma-Lichtbogenbrenner'52 zugeführte Wärme hält die Schmelze während ihrer Entgasung auf einer vorherbestimmten Gießtemperatur, Durch die Röhrchen 50 wird unter Druck Argongas eingeleitet, dessen aufsteigende Bläschen einen Vorhang bilden, der die aufsteigende und zu entgasende. Schmelze von der absinkenden Schmelze trennt, die durch die Entgasung bereits von ihrem Wasserstoff-, Stickstoff- und Sauerstoffgehalt "befreit worden ist. Dieser Vorhang verhindert eine Kurzschlußströmung der durch das Eintrittsrohr 24 eintretenden Schmelze zu der aus der Düse 30 austretenden Schmelze. Jetzt muß bis zum Öffnen der Düse 30 so viel Schmelze in dem Trichter sein, daß gewährleistet ist, daß das Rohr 24 während des Entgasens und Gießens gefüllt ist und gefüllt bleibt. 'denn die in der Kammer A befindliche Schmelze im wesentlichen vollständig entgast ist, wird mit Hilfe der Stopfenstange 32 die Düse 30 geöffnet. Das entgaste schmelzflüssige Metall wird in die Kokille 60 auf das in ihr befindliche Anfahrstück gegossen, bis die Quarzhülse 46 in die Schmelze eintaucht, so daß ein Verspritzen verhindert v/ird. Man kann das in der Kokille befindliche, sohmelzflüosige Metall mit Argongas abdecken, um eine Reoxydation zu verhindern. Danach wird das Metall durch die Düse in einer mit Hilfe der Stopfenstange 32 gesteuerten Menge pro Zeiteinheit ausgegossen und der gegoasene Strang herausgezogen, wie dies beim Stranggießen üblich ist.You can feed uie vacuum intermediate pan A in such a way that a pan B is tapped into the funnel 26, while the LS pot ο ns tarige 32 closes the nozzle 30. In this phase the vacuum system does not need to be evacuated. The molten metal 28 poured into the funnel 26 arrives in the cylindrical chamber 12, in which the molten metal reaches the same level as in the funnel 26. You can then use the Use plasma arc torch 52 to preheat the interior of the tundish Λ. When the inlet pipe 24- is completely covered, the pump will do inri cn :; turned on so that the chamber 12 is evacuated and the molten metal in it rises to a barometric column, the top of which is about 145 cm above the melt level in the funnel. The heat supplied by the plasma arc torch 52 keeps the melt at a predetermined casting temperature during its degassing. Argon gas is introduced through the tubes 50 under pressure, the rising bubbles of which form a curtain that separates the rising and degassing. Separates the melt from the sinking melt, which has already been freed of its hydrogen, nitrogen and oxygen content by the degassing. This curtain prevents a short-circuit flow of the melt entering through the inlet pipe 24 to the melt emerging from the nozzle 30. Now must go up 30 may be as much melt in the funnel for opening the nozzle, that it is ensured that the tube 24 is filled during the degassing and casting and remains filled. 'because the melt in the chamber A is substantially completely degassed, is with the aid of the stopper rod 32 opens the nozzle 30. The degassed molten metal is poured into the mold 60 onto the starting piece located in it until the quartz sleeve 46 is immersed in the melt, so that splashing is prevented Cover the soot-free metal with argon gas to prevent reoxidation With the help of the stopper rod 32, a controlled amount is poured out per unit of time and the gassed strand is pulled out, as is customary in continuous casting.

. ^Bäd . ^Bath

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Aus aufeinanderfolgenden Pfannen B wird s chmelzflüäaiges Metall in den 'Trichter 26 im wesentlichen in derselben Henge pro" .Zeiteinheit gegossen, in der ea aus der Zwischenpfannon-Kammer ausgegossen wird_e Der durch die Röhrchen 50 eingeleitete Argonvorgang wirkt als eine Abschirmung, die verhindert, daß in den· Trichter 26 gegossenes,' frisches Metall direkt zu der Düse 30 strömt, ohne daß es vorher hochgesaugt und dem Vakuum ausgesetzt worden ist. Infolgedessen werden alle Teile der Schmelze einheitlich entgast, so daß das Metall im beruhigten Zustand in einer gesteuerten Menge pro Zeiteinheit und mit einer einheitlichen Temperatur in die Stranggießkokille gegossen wird.S is poured chmelzflüäaiges metal in the 'hopper 26 substantially in the same Henge pro ".Zeiteinheit from successive ladles B, is poured in the EA from the Zwischenpfannon chamber _e The introduced through the tube 50 Argon process acts as a shield that prevents that fresh metal poured into the funnel 26 flows directly to the nozzle 30 without being sucked up and exposed to the vacuum, as a result of which all parts of the melt are uniformly degassed, so that the metal is in a steady state in a controlled amount is poured into the continuous casting mold per unit of time and at a uniform temperature.

Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform"der Erfindung. Eine- abgeänderte Vakuum-Zwischenpfanne Al ist mit einem aufwärts erweiterten Trichter 70· versehen₅ der mit der Kammer 72 in Verbindung steht. Eine in der Zwischenpfanne befindliche Stopfenstange 74 bewegt sich in Luft in einem zweiten- aufwärts offenen Gefäß 76, das außerhalb der Kammer angeordnet ist, aber durch einen Hals 80 mit ihr in Verbindung steht. Der Trichter 70 empfängt das aus der Pfanne B ausgegossene schmelzflüssige Metall und gibt das Metall durch den Hals 78 in die Vakuumkammer 72 und das Gefäß 76 ab. Vor dem Anlegen des Vakuums an die Absaugleitung 82 am oberen Teil der Kammer 72 hat die Schmelze in allen feuerfest ausgekleideten Behältern denselben Stand. Das der Luft ausgesetzte Gefäß 76 ist in der Draufsicht viel kleiner als der Trichter 70, hat aber etwa dieselbe Höhe wie dieser. Der in dem konischen Deckel 86 montierte Plasma-Liohtbogenbrenner 84· ist auf die Höhrchenanoden 88 gerichtet, die an eine Quelle ^.nes Inertgases, z.B. Argon, angeschlossen sind.Fig. 3 "of the invention showing another embodiment. A- modified vacuum-tundish Al is provided with an upwardly enlarged funnel 70 · ₅ communicating with the chamber 72 in connection. A stopper rod 74 located in the tundish moves in the air in a second upwardly open vessel 76 located outside the chamber but communicating with it by a neck 80. The funnel 70 receives the molten metal poured from the pan B and delivers the metal through the neck 78 into the vacuum chamber 72 and 72 the vessel 76. Before the vacuum is applied to the suction line 82 at the upper part of the chamber 72, the melt in all refractory lined containers has the same level about the same height as this .. The plasma arc torch 84 mounted in the conical lid 86 is aimed at the tube anodes 88 which are connected to a source ^ .nes inert gas, e.g. argon, are connected.

Die mit der Zwischenpfanne Al versehene Ausführungsform arbeitet im wesentlichen in der im Zusammenhang mit der Zwischenpfanne A beschriebenen Weise. In der abgeänderten Ausführungsform ist die Stopfenstange 74 jedooh dem atmosphärischen Druck ausgesetzt. Außer dem Trichter 70 ist ein aweiter ^teigtriohter 16 vorhanden. Der durch die Röhrchen 88 eingeleitete Argongasstrom bildet einen Vorhang, der bewirkt, daß das durch den Trichter 70The embodiment provided with the tundish A1 works essentially in the manner described in connection with the tundish A. In the modified embodiment, however, the stopper rod 74 is exposed to atmospheric pressure. In addition to the funnel 70, a further dough-shaped 16 is present. The argon gas flow introduced through the tubes 88 forms a curtain that causes the argon gas to flow through the funnel 70

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'eingeleitete, schmelzflüssige Metall auf der in Fig. 3 linken Seite des Argonvorhangs aufsteigt und auf der rechten Seite absteigt. Me Stopfenstange 74 ist mit Hilfe des Kolbentrie.bes gegenüber der Düse 90 vertikal hin- und herbewegbar. Han kann die Düse 90 aber auch mit Hilfe eines horizöntalbewegbaren Schiebers 94 öffnen und schließen. Die Quarzhülse 96 steht von der Düse abwärts vor und' taucht in die in der Kokille befindliche Schmelze ein. Die Schmelze wird beim Gießen von einem Argonstrom umgeben, so daß ein ruhiges Gießen in einer gesteuerten Menge pro Zeiteinheit und eine einheitliche Temperatur gewährleistet wird. Man kann auch eine Argondecke über der Schmelze vorsehen, die in dem Gefäß 76 freiliegt.'Introduced, molten metal on the left in Fig. 3 Rises on the side of the argon curtain and descends on the right. The stopper rod 74 can be moved vertically to and fro with respect to the nozzle 90 with the aid of the piston drive. Han can do that Nozzle 90, however, also with the aid of a horizontally movable slide 94 open and close. The quartz sleeve 96 protrudes from the nozzle downwards and 'dips into the melt in the mold a. The melt is surrounded by a stream of argon during pouring, so that a smooth pouring in a controlled amount per unit of time and a uniform temperature is ensured. Man may also provide a blanket of argon over the melt that is exposed in the vessel 76.

ji'ig. 4 und 5 zeigt eine weitere Aus führung si or m der Erfindung zum Gießen von mehreren Strängen, ohne daß feuerfeste Rohre erforderlich sind. In dieser Aus führung s form ist eine Vakuumkammer A2 mit einer zylindrischen Säule 102 versehen, die eine unter atmosphärischem Druck stehende Rinne 104 begrenzt, in die das schmelzflüssige Metall aus der Pfanne B gegossen wird und die das entgaste, schmelzfluss!ge Metall in eine Zwischenpfanne 106 abgibt. Alle feuerfesten Auskleidungen bestehen aus gegossenen Pormstücken. feuerfeste Rohre sind nicht vorhanden. Uxn Bogenstück 108 gestattet den Eintritt der Schmelze aus der Rinne 104 in die Säule. Ein Bogenstück 110 leitet die entgaste Schmelze in die Zwischenpfanne 106. In dem Zwischenpfannenkanal 106 ist ein vorübergehend wirksames, feuerfestes Wehr 112 angeordnet, das es gestattet, daß sich das Bogenstück 110 mit der Schmelze füllt, damit das Vakuum angelegt werden kann. Ein Rohr 114 zum Einblasen von Argon erstreckt sich von einer außerhalb der Rinne 104 befindlichen Stelle durch das Bogenstück 108 und führt zur Bildung eines aufsteigenden Vorhangs direkt auf der Innenseite dieses Bogenstücks. Daher fcann das Einblasrohr 114 leicht instandgehalten werden. Die Vakuumkammer wird von vier Stützen 116, 117, 118 und 119 über dem die Schmelze=enthaltenden Becken getragen. In der Mitte der Decke der Säule 102 ist ein l?lasma-Lichtbogenbrenner 120 vorgesehen, der eine Plasmasäule auf die darunter befindliche Schmelze richtet. In diesem Fallji'ig. 4 and 5 show a further embodiment of the si or m Invention for casting multiple strands without the need for refractory tubing. In this version there is a Vacuum chamber A2 is provided with a cylindrical column 102 which defines an atmospheric pressure chute 104 into which the molten metal from ladle B is poured and put the degassed, molten metal in an intermediate pan 106 releases. All refractory linings are made of cast molded pieces. Refractory pipes are not available. Uxn bend 108 allows the melt to enter Groove 104 in the column. A bend 110 guides the degassed melt into the tundish 106. In the tundish channel 106 a temporarily effective, fireproof weir 112 is arranged, which allows the bend 110 to fill with the melt so that the vacuum can be applied. A pipe 114 for injecting argon extends from a location external to the channel 104 through the bend 108 and leads to the formation of a rising curtain directly on the inside of this arch piece. Therefore, the injection pipe 114 can fc easily maintained. The vacuum chamber is supported by four supports 116, 117, 118 and 119 above the one containing the melt Pelvis worn. In the middle of the ceiling of the column 102, a plasma arc torch 120 is provided, which forms a plasma column aimed at the melt below. In this case

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befindet sich die Anode 122 jedoch in der Atmosphäre innerhalb der Zwischenpfanne-106 und ist dalier leicht zugänglich. Die Schmelze bildet einen 'ile il\ des elektrischen Stromkreises für den ,Plasmalichtbogen und uientaußerdem zum Abschluß des Vakuums = .n-a sind mehrere Stopfenstangen 124 vorgesehen, mit denen, je eine Düse geschlossen v/erden kann, so .daß aus einer einzigen 'Vakuumkammer mehrere.'Stränge in eine Brammenstrangkokille CJl gegossen 'v/erden-, können. Mankann natürlich auch mehr.als.zwei Stränge gießen. Ferner ist darauf hinzuweisen, daß die Stopfenstangen 124 nicht nur in der Atmosphäre betätigt werden, sondern auch relativ kurz; , sein können. Man kann das obere .Linde der Stranggießkokille öl ; wieder mit einem Inertgas, z.B, Argon, abschirmen.however, the anode 122 is in the atmosphere within the tundish 106 and is easily accessible there. Forming the melt a 'ile il \ of the electrical circuit for, plasma arc and uientaußerdem closing the vacuum = .na are provided a plurality of stopper rods 124, with which, depending on a nozzle may be closed v / ground, so .that of a single' vacuum chamber several. 'strands poured into a slab mold CJl' v / ground-, can. Of course, you can also pour more than two strands. It should also be noted that the stopper rods 124 are actuated not only in the atmosphere, but also for a relatively short time; , could be. You can oil the upper. Linde of the continuous casting mold; shield again with an inert gas, e.g. argon.

; : ' . Beim Inoetriebnehmen der Vakuumkammer A2 gesbattet es das vorübergehend wirksame Wehr 112 der Schmelze, die Bogeustücke lOü und: 110- auszufüllen, so daß das Vakuum eine barometrische : Säule aus schmelzflüssigem lietall in der Säule 1Ü2 zum Aufsteigen : bringen.kann. 'Die barometrische Höhe ist die Differenz zwischen dem Stand der Schmelze in"der Säule und de;a Stand der schmelze. in der Hinne 104 oder der Zwischenpfanne 106 . .; : '. When the vacuum chamber A2 is started, it is saturated the temporarily effective weir 112 of the melt, the arches lOü and: 110- to be filled in so that the vacuum is a barometric: Column made of molten metal in column 1Ü2 to ascend: bring. can. 'The barometric altitude is the difference between the state of the melt in "the column and de; a state of the melt. in the back 104 or the intermediate socket 106. .

. -. Vorstehend- vnirde der jjlrfindungsgegenstaiid ausführlich beschrieben, doch dient diese Beschreibung nur der Erläuterung der Erfindung und ist die Erfindung auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele nicht eingeschränkt, da diese im üahmen des ErfiMungsgedankens abgeändert werden können. =. -. Above, the subject matter of the invention is detailed described, but this description serves only to explain the invention and the invention is based on the exemplary embodiments described not restricted, as this is part of the Inventive thought can be modified. =

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Claims

Patent claims:

1. V akuume nt gassing s ν or direction for use with Continuous casting of molten metal, with a vacuum chamber, in which a barometric column of molten metal is maintained can be, characterized in that the chamber (.12, 72 or 102) has an upwardly directed 'Heil, in which the column is maintained, and the chamber in its lower part has an inlet opening (24, 78 or 108) for molten liquid Metal and an outlet that is controlled by a shut-off device (i> 0, 32; 74, 90; or 124, 126) possesses, through the molten sooty Metal can be delivered to a continuous casting mold (C).

2. Device according to claim 1, characterized in that that the chamber has a second upwardly directed portion (76) exposed to the atmosphere and the exit opening (90) and the shut-off element (74) thereof are arranged in the second upwardly directed part (76).

'}. Device according to Claim 1 or 2, characterized by two electrodes (50, 52; 84, 88; 120, 122) between which a plasma arc can be maintained, the current of which flows through the molten metal and heats it.

4. Apparatus according to claim 1, 2 or 3, characterized by a device (50, 88 or 114) which, above the inlet opening, circulates the poured into the inlet opening, molten metal in an uninterrupted "path, so that it is exposed to the vacuum and thereafter through the Ausürittsaufnahme austritt.und therefore all parts of the molten liquid Me balls are subjected to vacuum treatment.

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the circulating device eino means for introducing Has compressed gas at the bottom of the chamber in the area of the inlet opening.

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6o device according to claim 5, characterized in that that the device for introducing compressed gas has several nozzles (50) ■ which are arranged laterally at a distance from one another and form a curtain of gas bubbles.

7. Device according to claims 2 and 5, characterized in that the device for introducing pressurized gas is a G-aseinblasrohr (114) which is immersed in the molten metal and is connected to a feed pipe which is in the second upward direction Part of the chamber is located.

8. The device according to claim 2, characterized in that the upward part of the chamber is formed by a vertical column (102), which is provided at its lower end with curved pieces, which have an inlet opening (108) and an outlet opening (110 ) for the column.

9. Device according to claim 8, characterized by a removable, fireproof weir (112) for temporarily blocking off the outlet bend.

10» Verfahren zum Stranggießen von schmelzflüssigem Metall, während dieses einer Vakuumentgasung ausgesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das schmelzflüssige Metall in eine Vakuumkammer gegossen wird, die einen ahwärtsgerichteten Aus-" trittskanal besitzt, der in einen über einer Stranggießform10 »Process for the continuous casting of molten liquid Metal, while this is subjected to a vacuum degassing, characterized in that the molten metal in a Vacuum chamber is poured, which has a forward-facing outlet "outlet channel, which in one over a continuous casting mold befindlichen Körper aus achmelz-flüssigem Metall eintaucht, wobei die Höhe der Kammer größer ist, als es einer A^J" aphäre des schmelzflüssigen Metalls entspricht, in der Vakuumkammer eine barometrische Säule aus schmelzflüssigem Metall in im wesentlichen konstanter Höhe aufrechterhalten und zusätzliches schmelzflüssiges Metall in die Vakuumkammer von einem Niveau gegossen wird, das über dem unteren Ende der barometrischen Säule liegt und in derselben Menge pro Zeiteinheit, in der das schmelzflüssige Metall in die Kokille gegossen werden soll.located body of molten metal is immersed, the height of the chamber being greater than it ^{corresponds to an A J} "apphere of the molten metal, in the vacuum chamber a barometric column of molten metal maintained at a substantially constant height and additional molten metal in the Vacuum chamber is poured from a level which is above the lower end of the barometric column and in the same amount per unit of time in which the molten metal is to be poured into the mold.

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Lie method according to claim 10, characterized in that that the mirror of the "barometric column of molten Metal mi-fc is heated using a plasma arc.

12. The method according to claim 1Ö, characterized in that the molten metal in an upward-facing chamber part is poured with a lower part of the barometric ° column is connected, and an ascending otrom is formed which consists of gas bubbles and has such a shape that it the upward / arterial part of the quay is surrounded by a lifting effect exercises that ensures that all parts of the supplied molten Metal to be exposed to valcu degassing.

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