CS204577B1 - Valve for continuous control of the passage of aggresive melts - Google Patents

Valve for continuous control of the passage of aggresive melts Download PDF

Info

Publication number
CS204577B1
CS204577B1 CS144279A CS144279A CS204577B1 CS 204577 B1 CS204577 B1 CS 204577B1 CS 144279 A CS144279 A CS 144279A CS 144279 A CS144279 A CS 144279A CS 204577 B1 CS204577 B1 CS 204577B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
valve
silver
seat
melt
alloys
Prior art date
Application number
CS144279A
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Vladimir Dundr
Jiri Fuchs
Jan Ptacnik
Vaclav Tryzubsky
Original Assignee
Vladimir Dundr
Jiri Fuchs
Jan Ptacnik
Vaclav Tryzubsky
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vladimir Dundr, Jiri Fuchs, Jan Ptacnik, Vaclav Tryzubsky filed Critical Vladimir Dundr
Priority to CS144279A priority Critical patent/CS204577B1/en
Publication of CS204577B1 publication Critical patent/CS204577B1/en

Links

Landscapes

  • Lift Valve (AREA)

Description

Vynález se týká ventilu pro spojité ovládání průtoku agresivních tavenin, zejména tavenin hydroxidu sodného a draselného.The invention relates to a valve for the continuous control of the flow of aggressive melts, in particular sodium and potassium hydroxide melts.

V technické praxi je často požadováno spojité ovládání průtoku agresivních tavenin o teplotě až několik set °C, jako např. hydroxidů alkalických kovů, síry, atd. Přitom je ventil vystaven extrémnímu koroznímu a tepelnému namáhání ze strany taveniny. V tavenině bývá navíc často suspendována pevná fáze, např. v taveninách hydroxidů alkalických kovů oxidy niklu, grafit apod. K tomu se užívají různé druhy regulačních ventilů, nejčastěji s pneumatickým pohonem.In technical practice, it is often desirable to continuously control the flow of aggressive melt at temperatures up to several hundred ° C, such as alkali metal hydroxides, sulfur, etc. The valve is subject to extreme corrosive and thermal stress from the melt side. In addition, the solid phase is often suspended in the melt, for example, in the alkali hydroxide melt, nickel oxides, graphite, etc. Various types of control valves are used, most often with pneumatic drive.

(J dosud užívaných regulačních ventilů protéká médium komorou ventilu obvykle zdola nahoru. Kuželka ventilu je opatřena ve spodní části vřetenem, které zapadá do vodítka na spodní přírubě tělesa ventilu. Ucpávka vřetene ventilu, zasahujícího od pneumatického pohonu shora do ventilu, bývá při vyšších teplotách protékajících médii provedena z azbestu nebo teflonu.(For control valves used so far, the medium usually flows through the valve chamber from bottom to top. The valve plug is provided with a stem at the bottom that fits into the guide on the lower flange of the valve body. media made of asbestos or teflon.

Při současném uspořádání průtoku médií komorou ventilu dochází k usazování přítomných nečistot v komoře ventilu, a tak k narušení funkce ventilu. Pevné nečistoty přitom pronikají i do vodítka vřetene kuželky, takže dochází k jejímu zablokování. Při průtoku médií o vysoké teplotě, jako např. hydroxidu sodného při teplotě kolem 350 C, se neosvědčuje azbestová ani teflonová ucpávka.At the same time, the flow of media through the valve chamber will settle the impurities present in the valve chamber and thus impair the function of the valve. Solid contaminants also penetrate into the plug spindle guide so that it is blocked. Asbestos or Teflon seals are not suitable for high-temperature media such as sodium hydroxide at around 350 ° C.

V případě tavenin hydroxidů alkalických kovů se jako konstrukční materiál částí zařízení, např. dosud vyráběných ventilů, s nimiž tavenina přichází do styku, používá nikl s nízkým obsahem uhlíku. Tento materiál má vůči taveninám hydroxidů alkalických kovů za nepřítomnosti vzdušného kyslíku vcelku dobrou korozní odolnost. Je-li tavenina v klidu, bývají úbytky materiálu asi 0,1 mm za rok. Při proudění taveniny, k jakému dochází při jejím průtoku komorou ventilu, jsou však úbytky podstatně větší. Podle našich měření je např. úbytek materiálu na kuželce zhotovené z niklu s obsahem 0,02 % uhlíku při průtoku taveniny hydroxidu sodného o koncentraci 99 % hm. a teplotě 340 °C až 1 mm za měsíc. Obdobný úbytek byl zjištěn i na sedle ventilu vyrobeného z téhož materiálu. Úbytky jsou přitom naprosto nerovnoměrné, takže v krátké době dochází k narušení funkce spojitého ovládání průtoku.In the case of melt of alkali metal hydroxides, low carbon nickel is used as the construction material of parts of the apparatus, for example the valves produced so far with which the melt comes into contact. This material has quite good corrosion resistance to alkali metal hydroxide melts in the absence of atmospheric oxygen. When the melt is at rest, the material loss is about 0.1 mm per year. However, as the melt flows as it flows through the valve chamber, the losses are substantially greater. For example, according to our measurements, the material loss on a cone made of nickel containing 0.02% carbon at a sodium hydroxide melt flow rate of 99% wt. and a temperature of 340 ° C to 1 mm per month. A similar loss was found on the valve seat made of the same material. The losses are totally uneven, so that the continuous flow control function is disrupted in a short time.

Uvedené nevýhody odstraňuje ventil pro spojité ovládání průtoku agresivních tavenin, zejména tavenin hydroxidu sodného a draselného, případně obsahujících jemně suspendovanou pevnou fázi, podle vynálezu, jehož těleso je složeno ze spodní části, a jejímž osazením je pevně spojen kroužek nesoucí sedlo, přičemž vstupní hrdlo je umístěno nad sedlem a výstupní hrdlo pod sedlem, a horní části, jejíž výška měřená od sedla ventilu je nejméně rovna výšce sloupce taveniny odpovídající tlaku taveniny na vstupu do ventilu, které jsou rozebíratelně spojeny a v jejichž spoji je upevněno vodítko vřetene, přičemž části ventilu přicházející do styku s taveninou jsou zhotoveny z nekorodujících materiálů, jako ušlechtilých ocelí, niklu a jeho slitin, stříbra a jeho slitin. Vřeteno ventilu je s výhodou tvořeno dvěma rozebíratelně spojenými částmi. Sedlo, kuželka a spodní část vřetene mohou být pak s výhodou zhotoveny z mechanicky odolné slitiny stříbra, vybrané ze skupiny sestávající ze slitiny 94 až 98 % hm. stříbra s 2 až 6 % hm. mědi, slitiny 99,0 až 99,9 % hm, stříbra s 0,1 až 1,0 %hm. niklu a slitiny 68 až 99 % hm. stříbra s 1 až 32 % hm. paladia. Vodítko je s výhodou zároveň těsněním spoje obou částí tělesa ventilu. V tomto případě může být vodítko zhotoveno z tepelně změkčeného ryzího stříbra.These disadvantages are overcome by a valve for the continuous control of the flow of aggressive melts, in particular sodium and potassium hydroxide melts, optionally containing a finely suspended solid phase, according to the invention, the body of which consists of a lower part. located above the seat and the outlet throat below the seat, and an upper part of which, measured from the valve seat, is at least equal to the height of the melt column corresponding to the melt pressure at the valve inlet, detachably connected and connected by a spindle guide; they are made of non-corrosive materials such as stainless steels, nickel and its alloys, silver and its alloys. Preferably, the valve stem is formed by two releasably connected parts. The seat, the plug and the lower part of the spindle may then preferably be made of a mechanically resistant silver alloy selected from the group consisting of an alloy of 94 to 98 wt. silver with 2 to 6 wt. copper, alloys 99.0 to 99.9 wt.%, silver with 0.1 to 1.0 wt. nickel and alloys 68 to 99 wt. silver with 1 to 32 wt. paladia. Preferably, the guide is at the same time sealing the joint of the two valve body parts. In this case, the guide may be made of thermally softened pure silver.

Ventil může být sestrojen z korozivzdorných materiálů, jako jsou ušlechtilé oceli, slitiny stříbra nebo niklu apod. Při ovládání průtoku hydroxidů alkalických kovů je těleso ventilu zhotoveno s výhodou z niklu s nízkým obsahem uhlíku. Použije-li se však v tomto případě niklu jako materiálu exponovaných částí ventilu, tj. kubiky, vřetene a sedla ventilu, nepřesáhne životnost ventilu 1 měsíc. Tyto části se proto s výhodou zhotoví z mechanicky odolných slitin stříbra s mědí, niklem nebo paladiem. Životnost ventilu se tak prodlouží na více než 1 rok. Slitina stříbra se vytvrzuje např. válcováním na tvrdost nejméně 70 ° podle Vickerse. Ventil je snadno rozebíratelný a nejexponovanější části, tj. kuželka a vřeteno, resp. její spodní část, lze snadno vyměnit. Sedlo ventilu lze opravit obrobením nebo rovněž vyměnit společně s kroužkem, který je nese. Kroužek je s tělesem ventilu pevně spojen, např. přivařením a odstraní se odsoustružením.The valve may be constructed of corrosion-resistant materials such as stainless steel, silver or nickel alloys, and the like. In controlling the flow of alkali metal hydroxides, the valve body is preferably made of low carbon nickel. However, if nickel is used in this case as the material of the exposed portions of the valve, ie the cubic, the stem and the valve seat, the valve life will not exceed 1 month. These parts are therefore preferably made of mechanically resistant silver alloys with copper, nickel or palladium. This will extend the service life of the valve to more than 1 year. The silver alloy is cured, for example, by rolling to a Vickers hardness of at least 70 °. The valve is easy to dismantle and the most exposed parts, ie plug and stem, respectively. its lower part can be easily replaced. The valve seat can be repaired by machining or can also be replaced together with the ring that carries them. The ring is firmly connected to the valve body, for example by welding, and is removed by turning.

Horní část tělesa ventilu je opatřena vnějším zdrojem tepla, jako je např. parní nebo elektrické odporové topení, a celé těleso ventilu je tepelně izolováno. Pro média o teplote nad 250 °C je vhodné zařadit mezi horní část tělesa ventilu a pneumatický pohon chladičový nástavek, jinak hrozí poškození penumtického pohonu. Nástavek se od horní části tělesa ventilu tepelně izoluje, např. azbestem. Tavenina nesmí dostoupit až k tomuto těsnění, čehož se dosáhne např. zařazením nádoby s přepadem před ventil, čímž se zaručí nepřekročení zvolené nejvyšší hladiny. Nádoba může být účelně využita jako funkční část technologického zařízení, takže nedojde k zvýšení nákladů z titulu jejího zařazení.The upper part of the valve body is provided with an external heat source, such as a steam or electric resistance heater, and the entire valve body is thermally insulated. For media above 250 ° C, it is advisable to include a cooler extension between the upper part of the valve body and the pneumatic actuator, as this may damage the penumatic actuator. The extension is thermally insulated from the upper part of the valve body, for example by asbestos. The melt must not reach this seal, which is achieved, for example, by placing the overflow vessel in front of the valve, thus ensuring that the selected maximum level is not exceeded. The container can be conveniently used as a functional part of the process equipment, so that there is no increase in costs due to its inclusion.

Ventil podle vynálezu umožňuje spolehlivé spojité ovládání průtoku agresivních tavenin, neboť vzhledem k jeho konstrukci nedochází k zanášení kritických míst usazeninami z nečistot obsažených v tavenině nebo vzniklých jejím ztuhnutím, ani k porušení ucpávky vřetene ventilu. Konstrukce dosud známých ventilů tyto nevýhody neodstraňovaly. V případě použití ventilu podle vynálezu pro spojité ovládání průtoku tavenin hydroxidu sodného a draselného navíc umožňuje jeho konstrukce zvolit vhodnou kombinaci materiálů, takže ventil lze spolehlivě provozovat velmi dlouho. Další zvýšení jeho životnosti umožňuje snadná výměna exponovaných částí ventilu. Dosud známé ventily při spojité regulaci tavenin hydroxidů selhávaly.The valve according to the invention permits reliable continuous control of the flow of aggressive melt since, due to its construction, there is no fouling of critical points by deposits from the melt or solidified by the melt, nor does the valve stem seal break. The design of the known valves did not eliminate these disadvantages. In addition, when the valve according to the invention is used to continuously control the flow of molten sodium and potassium hydroxides, its design allows the selection of a suitable combination of materials so that the valve can be operated reliably for a very long time. A further increase in its service life is facilitated by easy replacement of exposed valve parts. The prior art valves failed to continuously control the molten hydroxides.

Na výkresu je znázorněn příklad praktického provedení ventilu podle vynálezu. Ventil je tvořen horní částí 1 tělesa ventilu, spodní částí 2 tělesa ventilu, v níž je přivařen kroužek 3 nesoucí sedlo 6. Kuželka 7, vedená vřetenem, tvořeným spodní částí 9 a horní částí 10, dosedá na sedlq zdola. Vřeteno je vedeno vodítkem 4, Hrdlo 5 je určeno pro vstup média, hrdlo 8 pro jeho výstup z ventilu.The drawing shows an example of a practical embodiment of a valve according to the invention. The valve is formed by a valve body upper part 1, a valve body lower part 2, in which a ring 3 supporting the seat 6 is welded. The plug 7, guided by the spindle formed by the lower part 9 and the upper part 10, abuts the seat 11 from below. The spindle is guided by a guide 4, the spout 5 is for the inlet of the medium, the spout 8 for its outlet from the valve.

Příklad 1Example 1

Ventil s pneumatickým pohonem podle výkresu, o jmenovité světlosti 40 mm, průměru sedla 30 mm a výšce horní části tělesa ventilu 300 mm, byl použit k spojitému ovládání průtoku taveniny hydroxidu sodného o koncentraci 99 % hm. a teplotě 340 °C při tlaku taveniny na vstupu do ventilu 5 kPa. Horní část 1, zhotovená stejně jako spodní část 2 z nízkouhlíkatého niklu, byla elektricky vyhřívána na teplotu 335 °C, mezi pohon a horní část tělesa ventilu byl zařazen chladičový nástavek s 5 žebry. Kuželka 7 a spodní část vřetene 9 byly zhotoveny z jednoho kusu slitiny stříbra s 3,8 % hm. mědi, vytvrzené vyválcováním a vykováním na 80 ° podle Vickerse. Sedlo 6 bylo vyrobeno ze slitiny stříbra s 0,2 % hm. niklu a vodítko 4, tvořící zároveň těsnění mezi částmi 1 a 2 tělesa ventilu, z ryzího stříbra.The pneumatic actuated valve of the drawing, with a nominal diameter of 40 mm, a seat diameter of 30 mm and a height of the top of the valve body of 300 mm, was used to continuously control the flow rate of the sodium hydroxide melt at 99 wt%. and a temperature of 340 ° C at a melt pressure at the valve inlet of 5 kPa. The upper part 1, made in the same way as the lower part 2 from low carbon nickel, was electrically heated to a temperature of 335 ° C, between the actuator and the upper part of the valve body was placed a cooler with 5 fins. The plug 7 and the lower part of the spindle 9 were made of one piece of silver alloy with 3.8 wt. copper, cured by rolling and forging to 80 ° according to Vickers. The seat 6 was made of silver alloy with 0.2 wt. and a guide 4 forming a seal between the valve body parts 1 and 2 of pure silver.

Životnost ventilu činila 12 měsíců.Valve life was 12 months.

Příklad 2Example 2

Ventil s pneumatickým pohonem navazujícím přímo na horní část tělesa ventilu 1, o jmenovité světlosti 50 mm, průměru sedla 38 mm a výšce horní části tělesa ventilu 400 mm, byl použit k spojitému ovládání průtoku taveniny hydroxidu draselného o koncentrací 87 % hm. a teplotě 190 °C při tlaku taveniny na vstup do ventilu 6 kPa. Horní část 1 tělesa ventilu byla elektricky vyhřívána na teplotu 185 °C. Kuželka 7, spodní část 9 vřetene a sedlo 6 byly vyrobeny ze slitiny stříbra s 0,14 % hm. niklu, vytvrzené vykováním na 75 ° dle Vickerse a vodítko 4, tvořící zároveň těsnění mezi částmi 1 a 2 tělesa ventilu, z ryzího stříbra.A pneumatic actuated valve directly connected to the top of the valve body 1, with a nominal diameter of 50 mm, a seat diameter of 38 mm, and a height of the top of the valve body of 400 mm, was used to continuously control the flow rate of potassium hydroxide melt. and a temperature of 190 ° C at a melt pressure of 6 kPa to the valve inlet. The upper part 1 of the valve body was electrically heated to 185 ° C. The plug 7, the lower part 9 of the spindle and the seat 6 were made of silver alloy with 0.14 wt%. nickel, cured to 75 ° by Vickers and guide 4, which also forms a seal between the valve body parts 1 and 2, in sterling silver.

Životnost ventilu činila 14 měsíců.The service life of the valve was 14 months.

Ventil podle vynálezu je určen především jako regulační ventil s pneumatickým pohonem pro spojité ovládání průtoku tavenin hydroxidu sodného a draselného, např. v regulačním obvodu při udržování konstantní hladiny v nakapávací vaně při výrobě peciček hydroxidů. Lze ho s výhodou použít i pro ovládání průtoku jiných agresivních tavenin, např. síry a derivátů aromatických uhlovodíků atd.The valve according to the invention is primarily intended as a pneumatic actuator control valve for the continuous control of the flow of sodium and potassium hydroxide melts, e.g. in the control circuit, while maintaining a constant level in the drip tray in the manufacture of hydroxide furnaces. It can also be advantageously used to control the flow of other aggressive melts, such as sulfur and aromatic hydrocarbon derivatives, etc.

Claims (1)

PŘEDMĚTSUBJECT VYNÁLEZUOF THE INVENTION Ventil pro spojité ovládání průtoku agresivních 2. tavenin, zejména tavenin hydroxidu sodného a draselného, případně obsahujících jemně suspendovanou pevnou fázi, vyznačený tím, 3. že obsahuje těleso ventilu, které sestává ze spodní části (2), s jejímž osazením je pevně spojen kroužek (3) nesoucí sedlo (6), přičemž vstupní hrdlo (5) je umístěno nad sedlem (6) a výstupní hrdlo (8) pod sedlem (6), a dále sestává z horní části (1), jejíž výška měřená od sedla (6) ventilu je nejméně rovna výšce sloupce taveniny odpovídající tlaku taveniny na vstupu do ventilu, kteréžto části (2, 1) jsou 4. rozebíratelně spojeny a v jejichž spoji je upevněno vodítko (4) vřetene, přičemž části ventilu přicházející do styku s taveninou jsou zhoto- 5, vény z korozivzdorných materiálů, zejména ušlechtilých ocelí, niklu a jeho slitin, stříbra a jeho slitin.A valve for continuously controlling the flow of aggressive 2. melt, in particular sodium and potassium hydroxide, optionally containing a finely suspended solid phase, characterized in that it comprises a valve body which consists of a lower part (2) with a ring attached thereto. (3) carrying a seat (6), the inlet throat (5) being located above the seat (6) and the outlet throat (8) below the seat (6), and further comprising an upper portion (1) whose height measured from the seat (6) 6) the valve is at least equal to the height of the melt column corresponding to the melt pressure at the valve inlet, which parts (2, 1) are detachably connected and in whose connection the spindle guide (4) is fixed, the parts of the valve coming into contact with the melt are in particular, veins of stainless materials, in particular of stainless steels, nickel and its alloys, silver and its alloys. Ventil podle bodu 1, vyznačený tím, že vřeteno ventilu je tvořeno dvěma rozebíratelně spojenými částmi (9, 10).Valve according to claim 1, characterized in that the valve stem is formed by two releasably connected parts (9, 10). Ventil podle bodu 2 vyznačený tím, že sedlo (6), kuželka (7) a spodní část (9) vřetene jsou zhotoveny z mechanicky odolné slitiny stříbra vybrané ze skupiny sestávající ze slitiny 94 I až 98 % hmotnostních stříbra s 2 až 6 % hmotnostních mědi, slitiny 99,0 až 99,9 % hmotnostních stříbra s 0,1 až 1,0 % hmotnostních niklu a slitiny 68 až 99 % hmotnostních stříbra s 1 až 32 % hmotnostních paladia.Valve according to claim 2, characterized in that the seat (6), the plug (7) and the lower part (9) of the spindle are made of a mechanically resistant silver alloy selected from the group consisting of an alloy of 94% to 98% silver copper, alloys 99.0 to 99.9% by weight of silver with 0.1 to 1.0% by weight of nickel and alloys 68 to 99% by weight of silver with 1 to 32% by weight of palladium. Ventil podle bodu 1, 2 nebo 3 vyznačený tím, že vodítko (4) tvoří zároveň těsněni spoje částí (1, 2) tělesa ventilu.Valve according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the guide (4) forms at the same time the joint seal of the valve body parts (1, 2). Ventil podle bodu 4, vyznačený tím, že vodítko (4) je zhotoveno z tepelně změkčeného ryzího stříbra.Valve according to claim 4, characterized in that the guide (4) is made of thermally softened pure silver.
CS144279A 1979-03-05 1979-03-05 Valve for continuous control of the passage of aggresive melts CS204577B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS144279A CS204577B1 (en) 1979-03-05 1979-03-05 Valve for continuous control of the passage of aggresive melts

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS144279A CS204577B1 (en) 1979-03-05 1979-03-05 Valve for continuous control of the passage of aggresive melts

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS204577B1 true CS204577B1 (en) 1981-04-30

Family

ID=5348789

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS144279A CS204577B1 (en) 1979-03-05 1979-03-05 Valve for continuous control of the passage of aggresive melts

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS204577B1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI391345B (en) Nickel-containing flanges for use in direct resistance heating of platinum-containing vessels
EP0223407B1 (en) Temperature measuring apparatus
AU648228B2 (en) Heater arrangement for aluminum refining system
JPH05500555A (en) Tip submerged injection with shrouded lance
EP1814966B1 (en) Apparatus for gasifying a fuel
US3724447A (en) Immersion heater
SE438549B (en) VALVE FOR REGULATING THE EMISSION OF MELT FROM A OVEN
US3078529A (en) Melting crucible and cooling means therefor
CS204577B1 (en) Valve for continuous control of the passage of aggresive melts
US4750649A (en) Recovery boiler smelt spout
US3537911A (en) Thermal protection for instruments
US3037925A (en) Cathodically protected structure and method of making same
EP0316353A1 (en) Method of brazing corrosion resistant nickel-based thin-walled tubing to stainless steel base members.
JPH04306486A (en) Metallurgical vessel
US4462888A (en) Electrode for fusion electrolysis and electrode therefor
US3030977A (en) Valve structure
US20050286604A1 (en) Electrode system for glass melting furnaces
US20060075976A1 (en) Heat-recovery boiler
NO161080B (en) DEVICE FOR REFINE OF MELTED METAL.
CN209604573U (en) A kind of jacketed heat insulation butterfly valve for salt melting system
Filzwieser et al. METTOP’s ionic liquid cooling technology: the safest way of furnace tapping
CN218507872U (en) Sealed smoke hood for electroslag remelting
Drach Application of vacuum brazing as a metal joining technique
JPH04343786A (en) Noncooling type smelt spout
JP3054565B2 (en) Hydrogen gas discharge device