CH641839A5

CH641839A5 - Vorrichtung zur einleitung von gasen in metallschmelzen.

Info

Publication number: CH641839A5
Application number: CH644779A
Authority: CH
Inventors: Rajko Lajh
Original assignee: Alusuisse
Priority date: 1979-07-10
Filing date: 1979-07-10
Publication date: 1984-03-15
Also published as: JPS5617164A; NO802042L; IT1131951B; IT8023371A0; FR2461015B1; US4295883A; AU534491B2; ATA343780A; AT371501B; CA1152320A; SE8004616L; IS2572A7; GB2054396A; FR2461015A1; GB2054396B; AU6016180A; DE2933161A1; NL8003815A; IS1150B6

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Einleitung von Gasen in Metallschmelzen sowie auf deren Betrieb.

Bei einer Reihe von metallurgischen Operationen wird Gas in eine flüssige Metallschmelze eingeleitet. Einige dieser Operationen werden unter Atmosphärendruck durchgeführt, so das Entgasen, Mischen einer Metallschmelze mit wechselnden Zusätzen oder reaktiven Schlacken, oder das Einleiten eines Gases im Hinblick auf eine Veränderung der metallographischen Struktur des behandelten Metalles nach dem Giessen. Andere Operationen werden unter vermindertem Druck durchgeführt, beispielsweise die Vakuumentgasung durch Einleiten eines Spülgases. Das gesamte Volumen der dabei verwendeten Gase kann innerhalb weiter Bereiche variieren, beispielsweise zwischen 60 und 600 Liter pro Tonne behandeltes Aluminium, oder 30 bis 300 Liter pro Tonne produziertem Stahl.

Das häufig verwendete Verfahren, das darin besteht, ein Gas dadurch in die Metallschmelze einzuleiten, dass in die letztere eine metallische Lanze eingetaucht wird, welche üblicherweise eine Schutzschicht aus einem feuerfesten Werkstoff aufweist und durch ein Reduzierventil an einen handelsüblichen Druckbehälter angeschlossen wird, erzeugt eine schlechte Verteilung des eingeleiteten Gases. Daneben kühlt die eingeführte Lanze die Metallschmelze ab; diese ver-schleisst verhältnismässig schnell, und der Überzug aus feuerfestem Werkstoff bricht leicht ab, wobei unerwünschte Einschlüsse im Metall erzeugt werden.

Daneben ist vorgeschlagen worden, Boden oder Wände des verwendeten Rezipienten (Abstehofens usf.) mit porösen Körpern aus feuerfestem Werkstoff zu versehen und die Innenseite dieser Körper mit einer Quelle komprimierten Gases zu verbinden, welches durch die Poren dieser Körper in die Metallschmelze übertritt. Poröse feuerfeste Elemente sind bekannt, welche mit ausreichender Dichtigkeit in den Wänden der Schmelzerezipienten verankert werden können. Dennoch kann es vorkommen, dass eine schadhafte Stelle in dem porösen Element auftritt oder die Verbindung zu der Wand des Rezipienten ungenügend dicht ist. Obschon derartige Vorfälle in der betrieblichen Praxis verhältnismässig selten sind, rufen sie dennoch verheerende Schäden an den Installationen hervor, falls sie dennoch einmal auftreten.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Einleiten von Gasen in schmelzflüssige Metalle zu finden, welche die Ausbildung möglichst grosser Grenzflächen zwischen Gas und Schmelze ermöglichen und daher eine möglichst vollständige Reaktion der Gase mit den in der Schmelze enthaltenen Verunreinigungen gewährleisten, was gleichbedeutend ist mit einem hohen Ausnützungsgrad der eingeleiteten Gase. Dabei sollen die geschilderten Nachteile des Standes der Technik so weit wie möglich vermieden werden: Namentlich soll die bei der Gaseinleitung mittels Lanze beobachtete schlechte Verteilung des Gases verbessert, ein Verunreinigen der Schmelze durch das Material der Lanze verhindert und die Abkühlung der Schmelze durch das eingeleitete Gas reduziert werden. Daneben sollen die Schwierigkeiten, welche bei einer Gaseinleitung mittels eines porösen Einleitkörpers durch die Wand des Rezipienten auftreten, bekämpft werden, insbesondere soll ein Entweichen des Gases und der Metallverlust durch

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Risse und Spalten zwischen Wand und Einleitkörper verhindert werden. Durch ein derartiges Verfahren sollen der Metallschmelze insbesondere teure oder arbeitshygienisch bedenkliche Gase mit optimalem Ausnützungsgrad zugemischt werden, was gestattet, den Verbrauch derartiger Gase bei gleichbleibender Qualität der gereinigten Metallschmelze zu vermindern.

Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gelöst, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass a) sie einen Flüssigkeits-Gas-Strahlmischapparat mit einem konischen Einlauf für die Schmelze, ein Mittelstück für den Mischvorgang und einen konischen Diffusor für das Gemisch aufweist,

b) dass der Kegelwinkel des konischen Diffusors 7 bis 15° beträgt,

c) dass das hohlzylindrische Mittelstück Hohlkanäle für die Einleitung eines Gases oder Gasgemisches aufweist,

d) dass sich der Durchmesser d0 des Mittelstücks zum grössten Durchmesser D0 des Diffusors und des konischen Einlaufs wie 1:4 bis 1:6 verhält, und e) dass die in der Hauptachse gemessenen Längen sowohl des konischen Einlaufs als auch des Mittelstücks zu derjenigen des Diffusors in einem Verhältnis von 1:5 bis 1:8 zu einander stehen.

Das Verfahren zum Betrieb dieses Strahlmischapparates ist dadurch gekennzeichnet, dass a) die als Treibmittel wirkende Metallschmelze unter einem Anfangsdruck von 0,2 bis 10 Bar in den Strahlmischer eingeleitet wird,

b) in dessen Mittelstück eine Strömungsgeschwindigkeit von 2 bis 100 m/sec erhält,

c) wodurch das als Fördermittel wirkende Gas unter einem durch die Flüssigkeitsströmung erzeugten Minusdruck von 0,05 bis 0,9 Bar in die im Mittelstück strömende Metallschmelze gesaugt wird.

Ein derartiger, nach dem Prinzip des Venturirohres arbeitender Strahlmischapparat ermöglicht eine gegenüber dem Stand der Technik wesentlich verbesserte Feinverteilung und damit einen höheren Ausnützungsgrad des eingeleiteten Gases unter Gewährleistung einer Qualität der gereinigten Metallschmelze, welche derjenigen einer nach den konventionellen Verfahren gereinigten entspricht. Dadurch können bei gleichbleibender Qualität des Produktes erhebliche Mengen an Spülgas eingespart werden, was wirtschaftlich besonders in denjenigen Fällen ins Gewicht fällt, wenn es sich bei den betreffenden Gasen um teure Edelgase oder Gemische derselben handelt, und vom betrieblichen Standpunkt aus in denjenigen Fällen besonders erwünscht erscheint, wenn aggressive Gase eingesetzt werden, welche arbeitshygienische und umweltschützerische Bedenken erwecken.

Daneben vereinfacht der erfindungsgemässe Strahlmischapparat die Handhabung, indem er die Anzahl der Verfahrensschritte vermindert, bei denen mit schmelzflüssigem Metall gearbeitet wird. Er vermindert weiter die Menge der bei der Schmelzebehandlung gebildeten Krätze und der infolge Oberflächenoxidation eintretenden Metallverluste.

Schliesslich beseitigt ein erfindungsgemässer Strahlmischapparat weitgehend die nach den konventionellen Verfahren auftretenden verfahrenstechnischen und werkstoffmässigen Schwierigkeiten: Metallverluste infolge von Fugen zwischen Wand und Einleitkörper sind nicht mehr zu befürchten. Das Mischungsverhältnis zwischen Gas und Schmelze kann derart fein dosiert werden, dass ein unkontrolliertes

Abkühlen der Schmelze, wie es bei der Behandlung mit der Lanze gelegentlich beobachtet wird, ebenfalls nicht eintreten kann. Auch ein Einschleppen von Material aus der Lanze in die Metallschmelze ist bei der vorliegenden Erfindung nicht zu befürchten, falls der Werkstoff für den Strahlmischapparat in zweckmässiger Weise ausgewählt wird. Trotz anfänglicher Schwierigkeiten bei dieser Auswahl des Werkstoffes wurde gefunden, dass im Aluminiumtitanat und im Siliziumnitrid für diesen Zweck hervorragend geeignete Werkstoffe zur Verfügung stehen, welche einerseits mit der erforderlichen Präzision verarbeitet werden können und anderseits mechanische Eigenschaften aufweisen, welche dem Druck in der Metallschmelze angepasst sind und darüberhinaus die Erosion des Materials durch die strömende Schmelze weitgehend herabsetzen. Befriedigende Ergebnisse lassen sich auch mit gesintertem Siliziumoxid oder einer Verbindung von Asbestfasern mit einem Bindemittel aus Kalziumsilikat erzielen.

Zum besseren Verständnis ist die Erfindung in den nachfolgenden Figuren beispielhaft dargestellt. Dabei stellen dar:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Verfahrens als Flussdiagramm mit zwei verschiedenen Varianten der Schmelzbehandlung nach dem Austritt aus dem Strahlmischapparat;

Fig. 2 einen Schnitt durch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, welcher die Verankerung des Strahlmischapparates in der Gesamtvorrichtung zeigt;

Figuren 3,4 und 5 Längsschnitte durch verschiedene Ausführungsformen des erfindungsgemässen Strahlmischapparates.

Nach der Darstellung im Flussdiagramm (Fig. 1) wird die zu begasende Metallschmelze durch eine Förderpumpe (1) an sich bekannter Bauart (beispielsweise eine elektromagnetische Föderpumpe mit einer Leistung im Bereich von 4 bis 20 t/Stunde, wie sie namentlich bei der Förderung flüssigen Natriums in der Kerntechnik verwendet wird) dem konischen Einlauf des Gas-Flüssigkeits-Strahlmischapparates (2) zugeleitet und gelangt anschliessend mit einer vorgegebenen Strömungsgeschwindigkeit und einem entsprechenden Druck in das Mittelstück dieser Vorrichtung. Das einzuleitende Gas gelangt über eine entsprechende Druckreguliervorrichtung (3) auf Grund des in dem Mittelstück herrschenden herabgesetzten Druckes in äusserst feinverteilten Bläschen in die strömende Metallschmelze über. Im konischen Diffusor des Strahlmischapparates (2) wird die Strömungsenergie des Gemisches wiederum in Druck umgesetzt. Durch den Stutzen (4) tritt das Gemisch in einen unter Atmosphärendruck stehenden Durchlaufbehälter (5) ein, der als Beruhigungsraum dient. In diesem Durchlaufbehälter (5) wird die Schmelze entweder durch ein geeignetes Keramikfilter (6) (Figur la) oder durch eine geeignete lose Schüttschicht (7) (Figur lb) an sich bekannter Zusammensetzung geleitet und tritt anschliessend in einen Abstehraum (8) ein, von dem sie durch einen Stutzen (9) der weiteren Verwendung zugeführt werden kann. Das eingeleitete Gas verlässt die Schmelze mit wechselnder, vom Grad der Feinverteilung abhängiger Geschwindigkeit und sammelt sich in der Zone (10), von wo es über den Stutzen (11) entweder rezykliert oder gegebenenfalls nach entsprechender Reinigung in die Atmosphäre abgelassen werden kann.

Figur 2 zeigt, wie der Strahlmischapparat (2) im einzelnen in der Vorrichtung befestigt ist: Die aus einem feuerfesten Werkstoff gearbeitete Vorrichtung sitzt formschlüssig in einer entsprechenden Ausnehmung der ebenfalls aus feuerfestem Material bestehenden Wand (21) eines entsprechenden Rezipienten. Formschlüssigkeit besteht ebenfalls zwischen

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dem Strahlmischer (2) und dem hohlzylinderförmigen metallischen Formstück (22). Dieses letztere passt seinerseits in eine entsprechende Ausnehmung der Schicht (21) sowie eine daran anschliessende Ausnehmung des Stahimanteis (23) des Rezipienten. Dieses Formstück (22) wird in dieser Lage über das Zwischenstück (24) und das im wesentlichen kreisringförmige Formstück (25) mittels der Schraubverbindung (26) in seiner Lage fixiert. Das Spülgas tritt durch die Bohrung (27) in den Hohlraum (28) ein, welcher vom Innenraum des Hohlzylinders (22) gebildet wird, und gelangt anschliessend durch eine Bohrung (29) im Strahlmischer (2) in die im zylindrischen Mittelteil desselben strömende Metallschmelze. Die Bohrung (29) kann gegebenenfalls durch andere geeignete Hohlkanäle ersetzt werden (vgl. Figuren 3 bis 5). Durch einen geringen Überdruck des Gases in der Vorkammer (28) kann gegebenenfalls verhindert werden, dass die strömende Metallschmelze durch die Bohrung (29) austritt, oder dass Gas beim Einleiten durch die Fugen der Vorrichtung verlorengeht.

Der Strahlmischer (2) wird in der einmal gewählten Lage durch das Formstück (30) fixiert, welches durch die Schraubverbindung (31) und die Dichtung (32) mit einem anderen Formstück (25) verbunden ist. Das Formstück (30) weist auf der einen Seite einen kreisrunden Auslauf (32) auf, der in seinem Durchmesser dem Einlauf des Strahlmischers (2) entspricht. Auf der der Förderpumpe zugewandten Seite weist es dagegen eine Ausnehmung (33) mit rechteckigem oder quadratischem Querschnitt auf. Dieses Formstück (30) kann dabei aus einem geeigneten metallischen oder keramischen Werkstoff bestehen.

In die Ausnehmung (33) mit dem rechteckigen Querschnitt ist ein schmelzführendes Rohr (34) aus feuerfestem Material eingepasst, wobei die Verbindung zwischen den beiden Stücken durch eine Dichtung (35) aus geeignetem Material (z.B. Asbestschnur oder Silikonkautschuk) gesichert wird. Dieses Rohr (34) ist seinerseits in dem Mantel (36) aus einem metallischen Werkstoff gelagert. Die elektromagnetische Förderpumpe (1) ist um dieses Rohr (34) herum angeordnet.

In den Figuren 3 bis 5 sind verschiedene Ausführungsformen von Flüssigkeits-Gas-Strahlmischapparaten (2) dargestellt. Diese basieren alle auf dem Prinzip des Venturi-rohres und bestehen aus einem konischen Einlauf (41), einem zylindrisch geformten, verengten Mittelstück (42) und einem Diffusor (43), welche zu einem kompakten Gerät mit zylindrischem bzw. kegelstumpfförmigen Umriss zusammengefügt sind. Das einem Hohlzylinder ähnliche Mittelstück (42) weist daneben Hohlkanäle verschiedener Art zum Einleiten des Gases auf. In seinem Innenraum übt die Druckverminderung in der als Treibmittel dienenden Flüssigkeit eine Sogwirkung auf das durch die Hohlkanäle eingeführte flüssige oder gasförmige Fördermittel aus. Diese Sogwirkung hängt von der Differenz zwischen dem Druck des Fördermittels und dem im zylindrischen Mittelstück (42) des Strahlmischapparates herrschenden Druck des Treibmittels ab. Letzterer ergibt sich nach dem Gesetz von BernouUi aus

- dem Anfangsdruck des Treibmittels vor Eintritt in den Strahlmischapparat, welcher im wesentlichen von der Förderpumpe (1) erzeugt wird,

- von der Differenz der Quadrate der Strömungsgeschwindigkeit im Treibmittel vor dem Eintritt in den konischen Einlauf (41) und im verengten Mittelstück (42) des Strahlmischapparates.

Diese Veränderung der Strömungsgeschwindigkeit hängt wiederum im wesentlichen von der Geometrie des Strahlmischapparates ab, welche daher entsprechend der betrieblichen Aufgabenstellung sorgfältig optimiert werden muss.

Dabei ist die Vermeidung von Wirbeln in der Flüssigkeit und die Erzielung eines maximalen Injektorwirkungsgrades t|t anzustreben, welcher als Quotient aus der pro Zeiteinheit angesaugten Menge des Fördermittels Df und der pro Zeiteinheit aufgewendeten Treibmittelmenge Dt definiert ist:

Auf Grund systematischer Optimierungsversuche für die Abmessungen des Strahlmischapparates hat es sich als zweckmässig erwiesen, das Verhältnis zwischen den in der Hauptachse gemessenen Längen des konischen Einlaufs und des zylindrischen Mittelstücks (42) einerseits und derjenigen des konischen Diffusors (43) zwischen 1:5 bis 1:8 auszuwählen. Zur Erzielung geeigneter Strömungsgeschwindigkeiten im zylindrischen Mittelstück des Strahlmischers und zur Gewährleistung einer optimalen Umsetzung der Strömungsgeschwindigkeit in Druck sollten der kleinste und der grösste Durchmesser sowohl des konischen Einlaufs als auch des Diffusors in einem Verhältnis zwischen 1:4 und 1:6 zueinander stehen. Aus denselben Gründen hat es sich als vorteilhaft erwiesen, den Kegelwinkel des konischen Diffusors ((p/2) zwischen 7 und 15°, vorzugsweise 9°, auszuwählen.

Die Auswahl eines geeigneten Werkstoffes für den Strahlmischer (2) bietet erhebliche Schwierigkeiten, da von diesem nicht nur eine gute Temperaturbeständigkeit gefordert werden muss, sondern darüberhinaus auch chemische und mechanische Widerstandsfähigkeit gegenüber rasch strömenden Metallschmelzen. Wie bereits erwähnt, haben sich als besonders geeignet die Werkstoffe Aluminiumtitanat und Siliziumnitrid erwiesen; befriedigende Resultate sind auch mit gesintertem Siliziumoxid und mit einer Zusammensetzung aus Asbestfasern mit einem Bindemittel aus Kalziumsilikat erzielt worden.

Die Hohlkanäle zum Einleiten des Gases in das Mittelstück (42) des Strahlmischers (2) können verschiedenartig ausgebildet werden. In der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform ist eine Bohrung (44) im rechten Winkel zur Hauptachse der Vorrichtung im Mittelstück (42) angesetzt, welche einen Durchmesser 5 und Raum zur Aufnahme eines Gaseinleitungsnippels aufweist. Wird, wie in Figur 2 dargestellt, eine Vorkammer (28) für die Einleitung des Gases verwendet, so können auch eine oder mehrere glatte Bohrungen

(45), (45') im zylindrischen Mittelstück (42) angesetzt werden (Figur 4). Zur Gewährleistung optimaler Dosierung und Feinverteilung des Gases in der Metallschmelze solle sich dabei der Durchmesser des zylindrischen Mittelstücks zum Durchmesser der Bohrung für die Gaseinleitung wie 4:1 bis 6:1 verhalten. Dabei hat es sich als zweckmässig erwiesen, den Winkel, unter dem die Bohrung(en) (44,45) für die Gaseinleitung in das zylindrische Mittelstück des Strahlmischers einmündet (einmünden), zwischen 30 und 90° variieren zu lassen.

In einem solchen Fall können die einzelnen Bohrungen auch durch ein einem Hohlzylinder ähnliches Mittelstück

(46) aus einem gasdurchlässigen, porösen Werkstoff ersetzt werden, welcher einen Innenradius von d0 aufweist und den Mittelteil (42) bildet. Einlauf (41), Mittelstück (42 bzw. 46) und Diffusor (43) werden bei dieser Ausführungsform mit einem geeigneten Bindemittel, dauerhaft zusammengefügt. Als Werkstoff für das Mittelstück (46) hat sich vor allem entsprechend poröses Aluminiumtitanat oder Siliziumnitrid bewährt. (Figur 5).

Beispiel 1

Eine Rohaluminiumschmelze der Zusammensetzung

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99,5% (1100) mit einer Anfangstemperatur zwischen 720 und 760°C wurde mit einer elektromagnetischen Pumpe mit einem Anfangsdruck zwischen 0,2 bis 10 Bar, beispielsweise 0,8 Bar, in das zylindrische Mittelstück (42) des Strahlmischers gepumpt. Dieser wies einen konischen Einlauf (41) mit einem Kegelwinkel von 30-35° und einen grössten Durchmesser D0 = 50 mm, ein zylindrisches Mittelstück mit einem Durchmesser d0 zwischen ca. 8 und 12 mm, sowie einen konischen Diffusor mit einem Kegelwinkel (p/2 = 9° auf. Ein d0 von etwas über 8 mm gestattete beispielsweise Metalldurchsätze von 4 Tonnen pro Stunde. Aus diesen Abmessungen resultierte eine Strömungsgeschwindigkeit im Mittelstück von rund 20 m/sec, doch konnten ähnliche Ergebnisse auch mit Strömungsgeschwindigkeiten zwischen 2 und 100 m/sec erzielt werden. Als Spülgas wurde Argon verwendet und dieses unter einem durch die Flüssigkeitsströmung erzeugten Minusdruck von 0,05 bis 0,9 Bar, vorzugsweise etwa 0,2 Bar, durch eine Bohrung (44) mit einem Durchmesser 5 = 2 mm in das Mittelstück (42) eingesaugt. Ähnliche Ergebnisse lassen sich mit anderen, gegenüber der Metallschmelze inerten Gasen (andere Edelgase, Stickstoff) oder deren Gemischen erzielen. Unter diesen Bedingungen wurde das Spülgas in Blasen mit einem Durchmesser von weniger als 10'2 mm verteilt und dadurch ein Injektorwirkungsgrad

3,75< T)T< 4,0

erreicht.

Die begaste Aluminiumschmelze wurde durch ein Durchlauffilter an sich bekannter Bauart geleitet, welches als Entspannungsraum wirkte, und dort bei Atmosphärendruck wiederum entgast. Dabei wurde beobachtet, dass sich die Gasblasen auf dem Weg zur Schmelzeoberfläche verhältnismässig langsam vereinigen, so dass etwa 50% der Blasen bis zu ihrem Entspannen die Ausgangsgrösse beibehalten und dadurch die Voraussetzungen für einen grossen Stoffaustausch an der Grenzfläche zwischen Blase und Schmelze, und dadurch einen hohen Ausnützungsgrad für das eingesetzte

Gas schaffen. Der Gehalt der Aluminiumschmelze an Wasserstoff wurde durch eine derartige Behandlung von rund 40 ml H2/IOO gr Schmelze auf rund 20 ml reduziert, entsprechend einer Herabsetzung des Anfangswertes um rund 50%.

5 Durch dieselbe Behandlung sank die Konzentration nichtmetallischer Einschlüsse von 33 pro dm2 auf 9 bzw. von 47 auf 12 pro dm2, entsprechend einer Herabsetzung des Anfangswertes um 70 bis 75%.

10 Beispiel 2

Eine Aluminiumschmelze derselben Zusammensetzung wie in Beispiel 1 wurde unter gleichen Bedingungen mit Gemischen aus Argon (bzw. Stickstoff) als Trägergas und bis zu 5 Volumenprozenten eines aliphatischen Chlorfluorkoh-

15 lenwasserstoffes behandelt. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in Tabelle I zusammengestellt und zeigen, dass durch eine solche Versuchsanordnung der Gehalt der Aluminiumschmelze an gelösten Alkali- (Na, Li, K) und Erdalkalimetallen (Mg, Ca) in einem Verfahrensschritt unter einen Wert von 5 ppm gesenkt werden konnte.

Tabelle I

Herabsetzung der Konzentration von Na in einer Aluminiumschmelze durch Einleiten aktiver Gasgemische im Strahlmischer

Anfangsdruck der Schmelze 0,8 Bar Strömungsgeschwindigkeit im

30 Mittelstück des Strahlmischapparates 20 m/sec 12 t/Std.

Minusdruck für Gaseinleitung 0,2 Bar

Anfangstemperatur der Schmelze T = 720°C

Zusammensetzung Spülgasverbrauch Konzentration von Na des Gasgemisches pro t Metall Anfangswert Endwert

35 (Nm3) (ppm) (ppm)

AfS°n 0 15-0 2 Nm3/t ^

Argon/5% Freon 12 30 3)4

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1. Vorrichtung zur Einleitung von Gasen in schmelzflüssige Metalle, namentlich schmelzflüssiges Aluminium, dadurch gekennzeichnet, dass a) sie einen Flüssigkeits-Gas-Strahlmischapparat (2) mit einem konischen Einlauf (41) für die Schmelze, ein Mittelstück (42) für den Mischvorgang und einen konischen Dif-fusor (43) für das Gemisch aufweist,

b) dass der Kegelwinkel (<p/2) des konischen Diffusors (43) 7 bis 15° beträgt,

d) dass sich der Durchmesser d0 des Mittelstücks (42) zum grössten Durchmesser D0 des Diffusors (43) und des konischen Einlaufs (41) wie 1:4 bis 1:6 verhält, und e) dass die in der Hauptachse gemessenen Längen sowohl des konischen Einlaufs (41) als auch des Mittelstücks (42) zu derjenigen des Diffusors (43) in einem Verhältnis von 1:5 bis 1:8 zueinander stehen.

2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkanäle zur Einleitung des Gases im Mittelstück (42) aus einer oder mehreren Bohrungen (44,45) in einem selbst gasundurchlässigen Werkstoff bestehen.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Vorrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Durchmesser d0 des Mittelstücks (42) zum Durchmesser 8 der Bohrungen (44,45) wie 4:1 bis 6:1 verhält.

4. Vorrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungen (44,45) mit der Hauptachse des Mittelstücks (42) einen Winkel zwischen 30 und 90°, vorzugsweise 90°, bilden.

5. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkanäle zur Einleitung des Gases im Mittelstück (42) dadurch gebildet werden, dass dieses letztere aus einem porös verarbeiteten Werkstoff besteht.

6. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeits-Gas-Strahlmischapparat (2) aus einem der Werkstoffe Aluminiumtitanat, Siliziumnitrid, gesintertem Siliziumoxid oder einer Verbindung von Asbestfasern mit einem Bindemittel aus Kalziumsilikat besteht.

7. Vorrichtung nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der porös verarbeitete Werkstoff des Mittelstücks (42) aus Aluminiumtitanat oder aus Siliziumnitrid besteht.

8. Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass a) die als Treibmittel wirkende Metallschmelze.unter einem Anfangsdruck von 0,2 bis 10 Bar in den Strahlmischer eingeleitet wird,

b) in dessen Mittelstück (42) eine Strömungsgeschwindigkeit zwischen 2 und 100 m/sec erhält,

c) wodurch das als Fördermittel wirkende Gas unter einem durch die Flüssigkeitsströmung erzeugten Minusdruck zwischen 0,05 und 0,9 Bar in die im Mittelstück (42) strömende Metallschmelze gesaugt wird.

9. Verfahren nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallschmelze aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung besteht und vor dem Einleiten in den Strahlmischer eine Temperatur zwischen 720 und 760°C aufweist.

10. Verfahren nach einem der Patentansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das eingeleitete Gas mit der Metallschmelze nicht chemisch reagiert.

11. Verfahren nach Patentanspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas ein Edelgas oder Stickstoff oder ein

Gemisch aus Edelgasen untereinander oder mit Stickstoff ist.

12. Verfahren nach einem der Patentansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass einem inerten Trägergas bis zu 5 Volumenprozente eines aliphatischen Chlorfluorkohlenwasserstoffes beigemischt wird.