DE1035907B - Vorrichtung zur Einbringung feinteiliger Feststoffe in fluessiges Metall - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur Einbringung feinteiliger Feststoffe in flüssiges Metall Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Einbringung feinteiliger Feststoffe in flüssiges Metall, insbesondere für Zwecke der Raffination, der Reduktion bzw. Oxydation und/oder der Legierungstechnik, mit Hilfe einer mit Druckgas betriebenen Mischdüse, der die Feststoffe aus einem Behälter auf Grund ihres Eigengewichtes zuströmen. Mit einer solchen Vorrichtung werden die Feststoffe durch ein Blasrohr in die Schmelze eingeblasen, wobei das Druckgas als Träger für die Feststoffe dient. Dabei kommt es darauf an, daß die einzelnen Teilchen der Feststoffe dem Druckgas gleichmäßig zugemischt werden, so daß kontinuierlich je Zeiteinheit gleichbleibende Mengen in die Schmelze eingebracht werden. Bei den bekannten Vorrichtungen dieser Art wurde diese Forderung nicht restlos erfüllt, weil in dem Behälter einer solchen Vorrichtung leicht eine Brückenbildung eintrat. Das gleichmäßige Zuströmen der Feststoffe aus dem Behälter zur Mischdüse war demzufolge nicht gewährleistet, so daß je Zeiteinheit verschiedene Mengen an Zusatzstoffen in die Schmelze eingeblasen wurden.
• Die Erfindung besteht darin, daß im unteren Teil der Behälterwandung enge Durchlässe angeordnet sind, durch die Druckgas in das Innere des Behälters eingeblasen wird.
• Auf diese Weise wird erreicht, daß im unteren Teil des Behälters, in dem die Gefahr der Brückenbildung besonders groß ist, die Zusatzstoffe fluidisiert werden und demzufolge der Mischdüse gleichförmig und kontinuierlich zuströmen. Infolge der Verringerung ihrer Adhäsionskraft gleiten die fließfähig gemachten Festteile auch bei verhältnismäßig geringer -Neigung der Gleitebene flüssigkeitsähnlich nach unten. Besonders dann, wenn der untere Teil des Behälters sich verjüngend ausgebildet ist, wird ein Abstützen und damit Hängenbleiben von Teilen des Behälterinhalts auf dem geneigten Wandteil mit Hilfe des eingeblasenen Druckgases verhindert.
• Bei Ausbildung der Mischdüse als Strahler ist die Düse vorteilhaft axial verschiebbar angeordnet. Auf diese Weise kann der Ringspalt zwischen der Düse und der Eintrittsöffnung des Blasrohres. vergrößert oder verkleinert und damit die in das Blasrohr eintretende Menge der Feststoffe geregelt werden. Durch Hineinschieben der Düse in die Blasrohrmündung bis zum Anschlag an die Rohrwandung kann die Feststoffzufuhr vollkommen gedrosselt werden.
• Das Blasrohr kann an der Eintrittsseite des Feststoff-Gas-Gemisches vorteilhaft als Diffusor ausgebildet, d. h. in der Blasrichtung konisch erweitert sein. Der erweiterte Rohrquerschnitt wird dann in der anschließenden Blasrohrverlängerung mit dem Vorteil eines geringeren Druckverlustes beibehalten und schließlich an der Austrittsseite entsprechend der angestrebten höheren Austrittsgeschwindigkeit des Feststoff-Gas-Gemisches mit -Hilfe eines in der lichten Weite sich konisch verjüngenden Mundstückes wieder verringert.
• Kommt es darauf an, große Mengen Feststoffe je Zeiteinheit einzublasen, so ist vorteilhaft die Mischdüse als senkrecht angeordnete Ringschlitzdüse ausgebildet, deren Ringschlitz in der Breite verstellbar ist. Die-durch die innere Durchlaßöffnung der Ring düse hindurchtretenden Feststoffe werden durch das aus dem ringförmigen Düsenschlitz austretende Druck gas nicht nur beschleunigt, sondern auch gemischt. Die Durchmischung läßt sich noch dadurch erhöhen daß' das Druckgas in den den Düsenschlitz ringförmig umgebenden Gaszufuhrkanal tangential eingeführt wird. In dem Maße der Öffnung des Düsenquerschnitts tritt dann das Druckgas in tangential abgelenkter Rich= tung aus dem Düsenschlitz aus und erhöht dadurch die Durchwirbelung und Mischung der Feststoffe.
• Der damit erreichbare Durchmischungsgrad w irk@ sich besonders vorteilhaft aus, wenn der Behälter durch eine oder mehrere senkrechte Trennwände unterteilt und jedem Teil eine besondere Dosierungsvorrichtung zugeordnet ist. Hierbei können die einzelnen Behälterteile verschiedene Feststoffe enthalten, die je nach der Einstellung der zugehörigen Dosierungsvorrichtung, z. B. Regelklappe oder Schieber, getrennt dosiert dem Mischrohr zugeleitet und dort unter Ausnutzung der guten Durchwirbelung mit Hilfe des Druckgases in ein Feststoffgemenge von stets gleichmäßiger Zusammensetzung übergeführt werden.
• In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise und schematisch dargestellt. Es zeigt Abb. 1 einen senkrechten Schnitt durch eine Vorrichtung mit waagerecht angeordnetem Strahler, Abb.2 einen senkrechten Schnitt durch eine Vorrichtung mit senkrecht angeordneter Ringdüse, Abb. 3 einen waagerechten Schnitt durch den Auslauf eines zweiteiligen Behälters, Abb. 4 einen waagerechten Schnitt durch den Auslauf eines vierteiligen Behälters.
• Die Vorrichtung gemäß Abb. 1 besteht im wesentlichen aus einem senkrechten Behälter 1 und einer unmittelbar darunter angeordneten Mischdüse 2, die als waagerechter Strahler ausgebildet ist. Der Behälter 1 ist in seinem unteren Teil konisch vorgesehen. Durch einen an dem konischen Teil des Behälters angebrachten Ringkanal 3 mit Gaseintrittsstutzen 4 wird durch Löcher der Schlitze 5 hindurch dem Behälterinnern Druckgas zugeführt, das hier eine Fluidisierung der feinteiligen Feststoffe bewirkt, so daß diese - in einen fließfähigen Zustand übergeführt - ungehemmt in den Ringraum 6 strömen, der die Düse 7 umgibt. Die Düse 7 ist auswechselbar durch Verschraubung mit dem Anschlußrohr 9 verbunden, das axial verschiebbar in dem Gehäuse des Strahlers gelagert ist. Eine Stopfbüchsenpackung 8 dichtet das Anschlußrohr 9 ab und wird in der Bohrung 10 des Gehäuses durch einen Ring 11 gehalten. Das hintere Ende des Anschlußrohres 9 ist in einem in die Bohrung 10 eingeschraubten, mit Griffring 12 versehenen Rohrnippel 13 gelagert. Durch einen mit Stellring gehaltenen Innenflansch 14 ist der Rohrnippel 13 mit der Düse derart gekuppelt, daß sich der Rohrnippel 13 gegenüber der Düse zwar drehen, aber nicht axial verschieben kann.
• An das Zuleitungsrohr 15 der Düse ist über ein Regelventil die Druckgasleitung angeschlossen. Das aus der Düse 7 austretende Druckgas reißt aus dem Ringraum 6 die Feststoffe mit in das Blasrohr 16, das das Feststoff-Gas-Gemisch mit entsprechend großer Geschwindigkeit der Schmelze zuführt. Durch Drehen des Griffringes 12 kann der Ringquerschnitt zwischen der Düse 7 und der Blasrohreintrittsmündung vergrößert oder verkleinert werden. Dadurch läßt sich der Anteil der Feststoffe in dem Feststoff-Gas-Gemisch beliebig verändern. Die Feststo$zufuhr aus denn Ringraum kann durch Verstellen der Düse bis zum Anschlag an die Blasrohreintrittsmündung völlig abgedrosselt werden.
• Bei der Ausführungsform der Erfindung gemäß Abb. 2 ist der Behälter in seinem konischen Teil durch eine \taagerechte Trennfuge unterteilt. Zwischen den Flanschen beider Teile ist eine bewadere Ringkammer @7 eingespannt, der das Druckgas, durch das Rohr 18 zugeführt wird. Die Innenwand vier Ringkammer besteht aus zwei Siebblechern 13, zwiseb" denen ein poröser S.tqff, z..8. Schaunuto$, angeordnt ist. Das in die Ringkammer hineingedxiickte Druckgas tritt durch die. Siebe 13 und den dazwischenliegenden porösen Staff fein verteilt iss darr Behälter ein und hewirkt die Fluidisiexung der Feststoüe. Die Sielw 19 u r Zwiscbenlage, verhindern außerdem, daß Festn 't de stoffe in die Ringkammer 1'7 gelangen.
• Der Innenraum des. Behälters kann bei gleichartiger Beschaffenheit dies Feststoffes ah= Unterteilung und im Auslaßquerschnitt mit eimrac DosieTungsvorrinlh.-tung, z. B. Regelk4pe oder Szhiebe>:,. versehen werden. Bei verschiedenartigen und zu. mischenden Feststoffen kann der Rehälterirtneaxaum mit einer Unterteilung duxcb, eine senkrechte Waud 2(1 aus: gerüstet werden,. d,i<e. sich bis in den Auslaßque.rschnitt des Behälters erstreckt" in (km, jedem BehäLterteil zugehörig, je eine Regelklappenkälfte 21 angeordnet ist (s. Ahb..2 wid 3).. Die Klappen sind um ihre Syzmipetrieadbse schwenkbar gelagert. Durch Verstellen der Hebe122 lä$t sich. die AuslaHQffnung, jedes Behälterteils beliebig weit öffnen oder auch vollständig schließen.
• Entsprechend der Einstellung der Regelklappen 21 strömen die fließfähig gemachten Stoffe dosiert kontinuierlich in gleichen Mengen je Zeiteinheit der darunter angeordneten Mischdüse zu, die als Ringschlitzdüse ausgebildet ist. Der Innenring 23 dieser Düse ist von einem Ringraum 24 umgeben, der das Druckgas über die Leitung 25 tangential zugeführt wird.
• Zwischen dem Innenring 23 und dem Außenring 26 der Mischdüse ist ein sich erweiternder Ringschlitz 27 vorgesehen, durch den das Druckgas aus dem Ringraum 24 in das Mischrohr 28 austritt. Da die Gase aus dem Ringschlitz nicht parallel zur Mittelachse der Ringdüse, sondern in Richtung auf die Mittelachse geneigt austreten, wird im Mischrohr 28 eine gute Durchwirbelung der Feststoffe untereinander und mit dem Druckgas erzielt. Am unteren Ende des Mischrohres 28 ist vorteilhaft ein biegsamer Schlauch angeschlossen, so daß das anschließende Blasrohr in eine beliebige Richtung gelenkt werden kann.
• Der Außenring 26 der Mischdüse bildet den oberen Rand des Mischrohres 28. Durch senkrechte Verstellung des Mischrohres 28 mit Hilfe eines am unteren Ende als Handrad ausgebildeten Rohrnippels 29, der mit einem Innenflansch 30 in eine durch einen aufgeschraubten Ring gebildete Ringnut des Mischrohres 28 eingreift, kann das Iiischrohr 28 axial verschoben werden, so daß der Ringschlitz 27 vergrößert oder verkleinert werden kann. Auf diese Weise ist die Druckgaszufuhr beliebig regelbar und kann gegebenenfalls auch ganz gedrosselt werden.
• Während infolge der Druckgaszufuhr im unteren Teil des Behälters durch die Ringkamtner17 eine Vorfluidisierung der Festteile erfolgt, so daß diese gleichmäßig über die Regelklappen 21 der Ringdüse zuströmen, wird durch das aus denn Ringschlitz 27 der Ringdüse austretende Druckgas zugleich mit einer weiteren Fluidisierung der Festteile eine gute Durchmischung und eine Beschleunigung erreicht, so daß ein homogenes Festteile-Gas-Gernisch mit einstellungsgemäß hoher Geschwindigkeit aus dem Blasrohr austritt. Hiermit wird erreicht, daß die Feststoffteile entsprechend der ihnen vermittelten Geschwindgkeit mit großer Energie auf die betreffende Oberfläche, z, B. der Schmelze bzw. des Gießstrahles,, aufprallen, auch wenn es sich bei den Feststaffteilen um solche von sehr geringem spezifischem: Gewicht und/oder sehr geringer Korngräße handelt-Der Behälter 1 kann statt mit einer senkrechten Trennwand 20 auch mit mehreren Trevn.wänden 31 ausgestattet sein `s. Abb. 4). Bei zwei sich kreuzend= Trennwänden 31 werden dann. die Regelklappen 3r2 als Viertelkreisflächen ausgebildet,, deren Schwenkachsen mit ihren inneren Enden in einen., im Kreuzungspunkt der Trennwände angeordneten Lagerstück 33 gelagert sind und an ihren äußeren Enden die Einstellhebel 34 aufweisen.

Claims (13)

1?rATEKTAN-SOR0CPIE: 1. Vorrichtung zus Einhri.ngung feinteiüger Feststoffe in flüssiges Metall mit Hilfe einer mit Druckgas betriebenen- Mischdüse,, der die Feststoffe auf Grund. ihres Eigengewichtes aus einem Behälter zulaufen, dadurch gekennazeichnet, daß irn unteren Teil der Behälterwandung enge Durchlässe angeordnet sind, durch die Druckgas in das Innere des Behälters eingeblasen wird,

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlässe im unteren, sich verjüngenden Teil des Behälters angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere den Behälter umgebende, an die Druckgaszufuhr angeschlossene Ringkammern vorgesehen sind, die durch Durchlässe in der Behälterwand mit dem Behälterinnern in Verbindung stehen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter waagerecht geteilt ist und eine Ringkammer zwischen die die Teilfuge begrenzenden Flansche eingespannt ist, deren nach dem Behälterinneren zu liegende Wand als Sieb ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand der Ringkammer aus porösem Material, z. B. Schaumstoff, besteht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse in einer als Strahler ausgebildeten Mischdüse zur Regelung der Zufuhr der Feststoffe axial verschiebbar angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das hintere Ende der Düse in einem in das Gehäuse eingeschraubten Rohrnippel gegen Längsverschiebung gesichert gelagert ist. B.

Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Blasrohr an der Eintrittsseite des Feststoff-Gas-Gemisches als Diffusor ausgebildet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischdüse als senkrecht angeordnete Ringschlitzdüse ausgebildet ist, deren Ringschlitz in der Breite verstellbar ist. 1ß.

Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das der Ringdüse nachgeschaltete Mischrohr, dessen oberer Rand den Außenring der Ringdüse bildet, in axialer Richtung verstellbar ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckgas dem den Innenring der Ringdüse umgebenden Ringraum tangential zugeführt wird.

12. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Ringdüse und dem Behälter für die Feststoffe eine Dosierungsvorrichtung, z. B. in Form einer Regelklappe oder eines Schiebers, angeordnet ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter durch eine oder mehrere senkrechte Trennwände unterteilt und jedem Teil eine besondere Dosierungsvorrichtung zugeordnet ist.