DE2263288B2

DE2263288B2 - Verfahren und vorrichtung zum raffinieren von schmelzfluessigem aluminium

Info

Publication number: DE2263288B2
Application number: DE19722263288
Authority: DE
Inventors: A G Szekely
Original assignee: Union Carbide Corp
Current assignee: Union Carbide Corp
Priority date: 1971-12-27
Filing date: 1972-12-23
Publication date: 1976-06-24
Also published as: DE2263288A1; JPS5236487B2; NO134754B; NO134754C; ES439938A1; AU471539B2; IN137552B; CA981912A; SU1068040A3; SU982546A3; FR2166014A1; IT974890B; JPS4873314A; FR2166014B1; US3743263A; IN140212B; ES414721A1; ES410033A1; AU4943672A; ES414722A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Raffinieren von schmelzflüssigem Aluminium, bei dem Aluminium in eine Raffinierzone eingebracht, in die Schmelze unterhalb der Badoberfläche ein inertes Gas in Form von diskreten Gasblasen eingeleitet, von gelöstem Wasserstoff und nichtmetallischen Verunreinigungen befreites schmelzflüssiges Aluminium aus der Raffinierzone abgeführt und verbrauchtes Gas abgeleitet wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.

Schmelzflüssiges Aluminium enthält vor dem Vergießen Verunreinigungen, die, falls sie nicht beseitigt werden, beim Gießen zu hohen Schrottverlusten führen oder Aluminiumprodukte von mangelhafter Güte zur Folge haben. Bei schmelzflüssigen Aluminiumbasislegierungen sind die in erster Linie störenden Verunreinigungen gelöster Sauerstoff und suspendierte nichtmetallische Teilchen, beispielsweise Aluminium- und Magnesiumoxide, feuerfeste Teilchen u. dgl.

Die Löslichkeit von Wasserstoff in Aluminiumlegierungen nimmt um ungefähr eine Größenordnung ab, wenn das Metall erstarrt. Infolgedessen wird während des Vergietiens Wasserstoffgas freigesetzt, falls der Wasserstoffgehalt des schmelzflüssigen Metalls nicht unter den Löslichkeitsgrenzwert von Wasserstoff in erstarrtem Metall heruntergedrückt wird. Wasserstoff führt bei rasch erstarrendem Metall, beispielsweise bei Kokillengußblöcken, zu Gasporen oder füllt Schwindhohlräume in langsam erstarrendem Metall aus. Selbst Wasserstoff, der in dem Metall nach der Erstarrung gelöst bleibt, ist schädlich, weil er während Wärmebehandlungen in Hohlräume und andere Diskontinuitäten des erstarrten Metalls eindiffundiert und damit die schädlichen Einflüsse solcher Fehlstellen auf die Eigenschaften des Metalls noch ausgeprägter in Erscheinung treten läßt.

Im Schmelzbad suspendierte feste nichtmetallische Teilchen bestehen in der Hauptsache aus Oxiden, die während des Schmelzvorganges mit dem Schrott in die Schmelze eingeführt oder durch unmittelbare Oxydation mit Luft, Wasserdampf, Kohlendioxid und anderen oxydierenden Gasen erzeugt werden, während das Metall in schmelzflüssigem Zustand verarbeitet wird. Feine aufgebrochene Oxidfilme, die in das Schmelzbad eingeführt werden, sind besonders schädlich, weil sie im Gegensatz zu der. mehr makroskopischen Oxiden und anderen Feststoffteilchen nicht als Gekrätz abgeschlackt werden können.

Während des Vergießens des Metalls tritt eine Wechselwirkung zwischen teilchenförmigen Feststeffen und Wasserstoff ein. Im Metall fein verteilte Feststoffpartikel wirken während der Erstarrung als Kerne für die Bildung von Wasserstoffblasen. Die nichtmetallischen Verunreinigungen können spannungserhöhend wirken und damit die mechanischen Eigenschaften des gegossenen Metalls beeinträchtigen. Außerdem führen sie zu Schwierigkeiten bei der Herstellung ^X5 von Aluminiumlegierungen, beispielsweise zu übermäßiger Werkzeugabnutzung bei der maschinellen Bearbeitung von Spritzgußteilen. Sie machen sich außerdem als Obeiflächenfehler bei gewalzten oder stranggepreßten Produkten bemerkbar.

Die erforderliche Reinheit des zu Blöcken vergossenen Metalls hängt unter anderem von der Art der Legierung, um verwendeten Gießverfahren, dem anschließenden Fertigungsverfahren und der beabsichtigten Anwendung des fertigen Produkts ab. Der vor^a5 liegend verwendete Begriff »fehlerfreies Metall« soll sich auf die Güte des schmelzflüssigen Metalls unmittelbar vor dem Vergießen beziehen und zum Ausdruck bringen, daß sowohl gelöster Wasserstoff als auch nichtmetallische Verunreinigungen aus dem schmelzflüssigen Metall so weit beseitigt sind, wie dies für die Herstellung von im wesentlichen fehlerfreien Gußteilen oder für die Fertigung von brauchbaren Metallprodukten aus der betreffenden Legierung erforderlich ist.

Es ist bekannt, den Gehalt des schmelzflüssigen Metalls an gelösten Gasen und nichtmetallischen Verunreinigungen dadurch herabzusetzen, daß in Schmelz- und anderen Behandlungsgefäßen mit möglichst niedriger Temperatur gearbeitet und das Metall 40 während einer ausgedehnten Zeitspanne in schmelzflüssigem Zustand gehalten wird. Zur Vermeidung dieses zeitraubenden Verfahrens ist es ferner bekannt, das schmelzflüssige Metall mit reaktionsfähigen Gasen oder festen Entgasungsmitteln (Flußmitteln) in 45 Berührung zu bringen, die Halogene enthalten. Die bei der Verarbeitung von Aluminium am häufigsten verwendeten Entgasungsmittel sind Chlorgas oder chlorgaserzeugende Verbindungen, wie Hexachloräthan. Chlorgas wird im allgemeinen in die Schmelze 50 über emaillierte Eisenrohre oder Graphitrohre eingeblasen. Das Entgasen mit Hilfe von Chlor führt bei den meisten Legierungsarten zu eineir befriedigenden Beseitigung von Wasserstoff und nichtmetallischen Verunreinigungen.

Der Einsatz von Chlor bringt aber wegen dessen

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korrodierenden Eigenschaften und Toxizität Probleme mit sich. Einer der Hauptnachteile von Chlor ist dessen große Reaktionsfähigkeit mit Metallen. Chlor verdampft Aluminium in Form von Alumini-6o umchloridgas und reagiert mit praktisch allen in Aluminiumlegierungen anzutreffenden Legierungselementen. Außerdem stellt nicht in Reaktion gegangenes Chlorgas für das Bedienungspersonal ein Gesundheitsrisiko dar. Infolgedessen wird die Entgasungs-65 kammer normalerweise mit Unterdruck betrieben, um zu verhindern, daß das toxische Gas in die Atmosphäre entweicht. Dies begünstigt jedoch den Eintritt von Luft und Feuchtigkeit aus der umgebenden At-

mosphäre in die Kammer. Das Metall kann daher während und nach dem Entgasungsvorgang erneut mit Wasserstoff und Sauerstoff verschmutzt werden. Besonders problematisch sind ferner die Hydrolyseprodukte von Aluminiumchlorid. In Gegenwart von Feuchtigkeit bildet Aluminiumchlorid Aluminiumoxiddampf und Salzsäure, die beide als gefährliche Luftverschmutzungsstoffe anzusprechen sind. Außerdem macht das Vorhandensein von Salzsäure die auf Chlor zurückzuführenden Korrosionsprobleme noch größer. Da die Kosten zur Beseitigung dieser Verbindungen mit Hilfe von Gasreinigungsanlagen verhältnismäßig hoch sind, besteht ein dringendes Bedürfnis, Chlor als Entgasungsmittel für Aluminiumlegierungen möglichst zu vermeiden.

Es ist ferner bekannt (FR-PS 1093 710), zum Raffinieren von Aluminium neben Chlor auch gasförmigen Stickstoff zu verwenden, der über feuerfeste Einblasrohre oder poröse Pfropfen unterhalb der Badoberfläche eingeblasen wird. Beim Einleiten mittels der Einblasrohre können sich aber nur relativ große Gasblasen ausbilden, die eine hohe Auftriebskraft haben und vom unteren Ende der Rohre aus in unmittelbarer Nähe der Rohre praktisch sofort senkrecht nach oben steigen. Die porösen Pfropfen lassen zwar kleinere Gasblasen austreten. Auch in diesem Falle bewegen sich die Blasen jedoch unmittelbar lotrecht aufwärts. Angesichts des im Vergleich zu Chlor geringeren Entgasungsvermögens von Stickstoff und des bei dem bekannten Verfahren unvermeidbaren thermischen Anwachsens der Blasen nach dem Eintritt in die Schmelze ist die Reinheit des die Raffinierzone verlassenden Aluminiums unbefriedigend. Wird zur Vermeidung dieses Nachteils wieder auf Chlor zurückgegriffen, müssen die zuvor erörterten Mängel in Kauf genommen werden.

Zum Entgasen von Eisenbasislegierungen mit Hilfe von inerten Gasen ist es schließlich bekannt (US-PS 3 227 547), eine Gaseinblasvorrichtungzu verwenden, die eine drehbare Welle, deren oberes Ende mit einem Antrieb gekoppelt und deren unteres Ende mit einem mit Flügeln versehenen Rotor fest verbunden ist, der in das in einem Behälter befindliche Metallschmelzbad eintaucht, eine die Welle umfassende stationäre Hülse mit im wesentlichen kreiszylindrischer Außenfläche, einen sich in axialer Richtung erstreckenden Durchlaß, über den inertes Gas in die Metallschmelze gelangt und der von der Innenfläche der Hülse und der Außenfläche der Welle begrenzt ist, und eine Gaszufühnmg aufweist, die dem oberen Ende des Durch lasses Gas unter einem für das Einblasen in die Schmelze ausreichenden Druck zuleitet. Für ein Raffinieren, d. h. Entgasen und Beseitigen fester nicht metallischer Verunreinigungen, von Aluminium ist diese Vorrichtung aber weder bestimmt noch geeignet, weil die Verweildauer der inerten Gasblasen in einer Aluminiumschmelze zu kurz wäre, um eine befriedigende Reinheit zu erzielen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Raffinieren von Aluminium zu schaffen, die den Einsatz von inertem Gas erlauben und gleichwohl sicherstellen, daß gelöster Wasserstoff und andere nichtmetallische Verunreinigungen bei hohen Metalldurchsatzgeschwindigkeiten aus dem Metall beseitigt werden.

Ausgehend von einem Verfahren der eingangs genannten Art wird zur Lösung dieser Aufgabe über der Schmelzbadoberfläche eine Schutzgasatmosphäre mit einem höheren als dem Atmosphärendruck aufrechterhalten, wird das inerte Gas vor dem Unterteilen in Gasblasen vorerhitzt und so weit expandiert, daß ein thermisches Wachsen der Blasen im wesentlichen verhindert wird, und wird dem in diskrete Gasblasen unterteilten Gas innerhalb des Schmelzbades ein Strömungsverlauf aufgezwungen, bei dem die Gasblasen radial nach außen mit einer nach unten gerichteten Komponente mit Bezug auf die Stelle des Einlasses der Gasbla^n in die Schmelze transportiert und mit im wesentlichen der Gesamtmenge des in der Raffinierzone befindlichen geschmolzenen Aluminiums in innigen Kontakt gebracht werden. Das Vorerhitzen des Gases gewährleistet, daß die in der Schmelze dis-

¹S pers verteilten kleinen Gasblasen während ihrer Verweildauer in der Schmelze klein bleiben. Dies führt zu einer besonders hohen Gas-Metall-Grenzschicht. Zusätzlich bewirkt der nach unten und außen gerichtete Ströniungsverlauf der Gasblasen eine lange Verweildauer der Blasen in der Schmelze, weil ein sofortiges Hochsteigen der Blasen zur Oberfläche der Schmelze unterbleibt. Außerdem werden die kleinen diskreten Blasen in der Schmelze großflächig verteilt. Es wird für ein inniges Durchmischen von Gas und schmelzflüssigem Aluminium gesorgt. Unter dieser Bedingungen kann Aluminium mit einem Wirkungsgrad raffiniert werden, der dem mit Chlor erzielter vergleichbar ist, während gleichzeitig die mit dei Chlorbehandlung verbundenen Probleme beseitigt sind.

Unter dem Begriff »Aluminium« sollen vorliegend neben reinem Aluminiummetall auch Aluminiumlegierungen verstanden werden.

Als inertes Gas werden bevorzugt Argon, Stickstofl oder Argon-Stickstoff-Gemische verwendet. Grundsätzlich kann aber auch mit Helium, Krypton, Xenor oder Gemischen dieser Gase gearbeitet werden.

Bei der Herstellung von hochfesten Konstruktionslegierungen kann dem schmelzflüssigen Metall ein fe- stes Flußmittel in Form eines Halogens der Alkali- und Erdalkalimetalle zugesetzt werden, um die Abscheidung der Oxide weiter zu fördern. Beim Raffinieren einer magnesiumhaltigen Aluminiumlegierung können dem inerten Gas auch bis zu 5 Volumprozeni Chlor zugesetzt werden. Die innige Vermischung de; eingeblasenen Gases mit der Schmelze begünstigt dabei die Bildung von Magnesiumchlorid, einem wirkungsvollen Flußmittel. Es werden weder nichtumgesctztcs Chlor noch Aluminiumchlorid emittiert.

Entsprechend einer abgewandelten Ausführungsform wird die der Erfindung zugrundeliegende Auf gabe dadurch gelöst, daß über der Schmelzbadoberfläche eine Schutzgasatmosphäre mit einem höherer als dem Atmosphärendruck aufrechterhalten wird daß das inerte Gas über mindestens eine in da! Schmelzbad eintauchende Einblasvorrichtung mit einem am unteren Ende einer Welle angebrachten Flügelrotor, einer die Welle umfassenden stationärer Hülse und einem sich über die Länge der Einblasvor richtung erstreckenden Durchlaß zum Einbringen dei

inerten Gases in die Schmelze in einer Durchfluß menge von V=W- C/N eingeblasen wird, wobei

V = Durchflußmenge des Raffiniergases durch die Vorrichtung in dm³ (unter Normalbedingun

«5 gen)/min;

W = Metalldurchflußmenge oder Raffinierge

schwindigkeit in kg/min; C = spezifischer Raffiniergasbedarf, dessen Wer

zwischen 0,3 und 2,5 dm³ (unter Normalbedingungen)/kg Metall liegt;

N = Anzahl der Gaseinblasvorrichtungen des Systems

und daß zum Unterteilen des inerten Gases in diskrete Gasblasen der Flügelrotor mit ausreichender Drehzahl angetrieben wird, um dem Gas innerhalb des Schmelzbades einen Strömungsverlauf aufzuzwingen, bei dem die Gasblasen radial nach außen und mit einer nach unten gerichteten Komponente mit Bezug auf die Stelle des Einlasses der Gasblasen in die Schmelze transportiert werden. Dabei werden besonders günstige Ergebnisse erzielt, wenn die Gaseinblasvorrichtung mit einer Drehzahl angetrieben wird, die sich näherungsweise aus der folgenden Formel ergibt: *5 R = (7620 + 673 V+ 2108 r²)/d
wobei

R = Drehzahl des Rotors in U/min;
V = Gasdurchflußmenge in der Einblasvorrichtung in dm³/min.

R = Verhältnis der kleinsten Querschnittsabmessung der Raffinierzone zum Durchmesser des Rotors (dimensionslos) und
d = Rotordurchmesser in mm.

Für das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise eine Gaseinblasvorrichtung verwendet, die sich von der oben erläuterten bekannten Vorrichtung zum Entgasen von Eisenbasislegierungen dadurch unterscheidet, daß am unteren Ende der Hülse ein mit Flügeln versehener Stator fest angebracht ist, zwisehen dessen Flügeln mehrere lotrecht verlaufende Kanäle ausgebildet sind und der in Zusammenwirken mit dem Rotor für eine Umwälzung der Metall schmelze derart sorgt, daß das in gesonderte Gasblasen zerteilte Gas im wesentlichen radial nach außen mit einer bezüglich der Achse der Vorrichtung nach unten gerichteten Komponente transportiert wird und die Gasblasen mit im wesentlichen der gesamten Metallschmelze im Behälter in innigen Kontakt kommen. Weil dabei die Gasblasen von der Einleitungsstelle weg rasch in die Schmelze hineinbefördert werden, wird eine Vereinigung von Blasen in der Zone höchster Gasblasenkonzentration sicher vermieden. Gas kann in hohen Durchflußmengen fein verteilt in die Schmelze eingebracht und dort für eine lange Verweildauer in Form von kleinen Blasen gehalten werden.

Die drehbare Welle kann einen zweiten in axialer Richtung durch die Welle hindurchverlaufenden Durchlaß und mehrere Bohrungen aufweisen, die den zweiten Durchlaß mit dem axial gerichteten Durchlaß verbinden, der von den Innenflächen der Hülse und des Stators sowie von der Außenfläche der Welle be grenzt ist. Rotor und Stator sind vorzugsweise aus Graphit gefertigt.

Eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens unter Verwendung der vorstehend genannten Gaseinblasvorrichtung ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung mit einem isolierten Gefäß ausgestattet, das mit einem Einlaß und einem Auslaß für einen das Gefäß kontinuierlich durchlaufenden Strom aus geschmolzenem Metall, einem Gasauslaß und einer Abdeckung versehen ist, die das Gefäß gegen das Eindringen von Luft und Feuchtigkeit abdichtet, das Arbeiten unter einem Überdruck zuläßt und eine öff -nung aufweist, in welche die Gaseinblasvorrichtung abgedichtet eingesetzt ist. Das Gefäß kann mehrere η affinierzonen aufweisen, von denen jede mit einer Gaseinblasvorrichtung versehen ist.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Gaseinblasvorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2 einen Schnitt der Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3 im Schnitt eine schematische Darstellung einer bevorzugten Einrichtung zum Raffinieren eines Metallstromes in einem kontinuierlichen Prozeß, sowie

Fig. 4 und 5 einen Schnitt und eine Draufsicht auf eine weitere bevorzugte Ausführungsform einer Einrichtung zum Raffinieren von schmelzflüssigem Metall.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Gaseinblasvorrichtung weist einen Rotor 1 auf, der mit lotrechten Flügeln 2 ausgestattet ist und mit Hilfe eines Motors, beispielsweise eines nicht veranschaulichten Preßluftoder Elektromotors, über eine Welle 3 angetrieben wird. Die Welle 3, die während des normalen Betriebes nicht mit der Schmelze in Berührung kommt, kann aus Stahl gefertigt sein, während die übrigen Teile der Anordnung vorzugsweise aus einem feuerfesten Werkstoff aufgebaut sind, beispielsweise aus handelsüblichem Graphit oder Siliziumkarbid, Werkstoffen, die bei den vorkommenden Arbeitstemperaturen gegenüber Aluminium und Aluminiumlegierungen inert sind. Die Welle 3 wird gegen das schmelzflüssige Metall mittels einer Hülse 4 abgeschirmt, die mit einem Stator S fest verbunden ist. Die aneinander anstoßenden Innenflächen 6 und 7 von Hülse 4 bzw. Stator 5 und die aneinander anschließenden Außenflächen 8 und 9 von Welle 3 bzw. Rotor 1 bilden einen ringförmigen axialen Durchlaß 10 für das einzublasende Gas.

Mehrere lotrechte Kanäle 11 sind in den Stator 5 eingearbeitet. Stator 5 und Rotor 1 induzieren im Betrieb eine obere und untere Strömung aus schmelzflüssigem Metall im Bereich der Einblasvorrichtung, wie dies durch Pfeile 13 und 12 angedeutet ist. Die obere Strömung 13 hat einen im wesentlichen nach unten gerichteten Hauptgeschwindigkeitsvektor, d.h. sie verläuft koaxial mit der Drehachse des Rotors 1, wodurch das schmelzflüssige Metall durch die Kanäle 11 des Stators 5 hindurchgetrieben wird. Die durch die Pfeile 12 angedeutete untere, stärker lokalisierte Strömung bildet sich unterhalb des Rotors 1 aus und ist im wesentlichen nach oben und parallel zur Drehachse des Rotors 1 gerichtet. Die auf diese Komponenten zurückgehende resultierende Strömung ist durch Pfeile 14 angedeutet, die erkennen lassen, daß das schmelzflüssige Metall mittels der rotierenden Flügel 2 radial nach außen und nach unten vom Rotor 1 weggetrieben wird. Die resultierende Strömungsverteilung führt zu einer gut verteilten und gleichförmigen Dispersion des Gases und einer durchgreifenden Badbewegung innerhalb des Behandlungsgefäßes.

Ein durch Pfeile 15 angedeutetes inertes Gas, beispielsweise Argon oder Stickstoff, wird mit vorbestimmtem Druck und vorgegebener Durchflußmenge in den ringförmigen Durchlaß 10 eingeleitet. Das Gas füllt den glockenförmigen Raum 16 aus, der eine Fortsetzung des Durchlasses 10 bildet und den Hals 17 des Rotors 1 umgibt. Da das Gas mit einem Druck zugeführt wird, der über dem in dem schmelzflüssigen Metall in der durch den Pfeil 18 angedeuteten Höhe

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herrschenden Druck liegt, verhindert der Gasraum 16, daß schmelzflüssiges Metall durch den Gasdurchlaß hindurch zurückströmt und mit der metallischen Welle 3 der Gaseinblasvorrichtung in Berührung kommt. Der Hals 17 umfaßt die Welle 3 und ist aus einem gegen schmelzflüssiges Aluminium widerstandsfähigen Werkstoff gefertigt, um die Welle 3 gegen das schmelzflüssige Aluminium zu schützen. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, wird das Drehmoment von der Welle 3 auf den Rotor 1 über einen mit Flügeln versehenen Mitnehmer 21 übertragen, der auf die Welle 3 aufgeschraubt ist. Der Mitnehmer 21 wird bei der Montage der Vorrichtung in eine Ausnehmung 23 des Rotors 1 eingesetzt, deren Form derjenigen des Mitnehmers 21 entspricht. Danach wird die Ausnehmung

23 abgedichtet, indem der Hals 17 in ein Gewinde

24 des Rotors 1 eingeschraubt und einzementiert wird.

Das inerte Gas 15 braucht nicht unbedingt nur über den ringförmigen Durchlaß 10 eingeleitet zu werden. Entsprechend einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung kann eine Hohlwelle vorgesehen werden, wobei ein Durchlaß 19 in axialer Richtung durch die Welle 3 hindurch verläuft, die ferner mit mehreren Bohrungen 20 versehen ist, die für eine Verbindung mit dem Durchlaß 10 und dem Gasraum 16 sorgen. Das durch die Pfeile 15 und 25 angedeutete inerte Gas kann über den Durchlaß 10 oder den Durchlaß 19 oder über beide Durchlässe zugeführt werden.

Wesentlich ist, daß das durch die Pfeile 15 und 25 angedeutete, in die Einblasvorrichtung eintretende Gas während des Durchlaufens des Durchlasses 10 oder des Durchlasses 19 sowie des Gasraums 16 vorgewärmt wird, indem es mit der Hülse 4 und der Welle 3 in Berührung kommt, die sich im wesentlichen auf der Temperatur der Schmelze befinden. Das vorgewärmte Gas wird zwischen die Flügel des Rotors 1 getrieben, wo es durch Zusammenstoß mit den Flügeln 2 und durch den an den Flügeln voibeislreichenden Metallstrom in kleine gesonderte Blasen aufgebrochen wird. Infolge der Zwangsumwälzung des Metalls im Bereich der Einblasvorrichtung werden die sich bildenden Gasblasen rasch in einer Richtung verteilt, die im wesentlichen mit dem durch die Pfeile 14 angedeuteten Hauptströmungsgeschwindigkeitsvektor zusammenfällt. Die anfängliche Bahn der Gasblasen entspricht der Richtung der Pfeile 14, bis die Auftriebskraft überwiegt und bewirkt, daß die Gasblasen zur Oberfläche der Schmelze hochsteigen.

Zu den günstigen Wirkungen der Zwangsumwälzung des Metalls um die Einblasvorrichtung gehören, daß ein wirksamer Mechanismus für die Ausbildung von kleinen Gasblasen erhalten wird, daß die Blasen an einer gegenseitigen Vereinigung gehindert werden, weil die kleinen Gasblasen im wesentlichen im Augenblick ihrer Entstehung verteilt werden, daß eine wirkungsvolle Umwälzung des Metalls erfolgt und daß die Verweildauer der Gasblasen in der Schmelze größer als die Verweildauer ist, die erhalten würde, wenn auf die Gasblasen nur die Auftriebskraft einwirken würde.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann diskontinuierlich oder kontinuierlich ausgeführt werden, indem die in Fig. 3 veranschaulichte Raffiniereinrichtung verwendet wird. Die Raffiniereinrichtung weist ein gußeisernes Gefäß 31 auf, das mittels einer herkömmlichen Heizeinrichtung, die innerhalb eines Raumes 32 untergebracht sein kann, auf der Arbeitstemperatur gehalten wird und mittels eines feuerfesten Außenmantels 33 gegen Wärmeverluste geschützt ist. Die Innenseite des Gefäßes 31 ist mit einer Auskleidung 34 aus Graphit oder einem anderen feuerfesten Werkstoff versehen, der gegen schmelzflüssiges Aluminium und nichtmetallische Verunreinigungen inert ist, mit deren Auftreten gerechnet werden muß. Das Gefäß 31 ist mit einer Abdeckung 36 ausgestattet, die auf Flanschen 39 aufsitzt. Zwischen den Flanschen 39 und der Abdeckung 36, die aufgeschraubt oder auf andere Weise befestigt sein kann, wird für eine gasdichte Abdichtung gesorgt, so daß beim Betrieb der Anordnung keine Luft eindringen kann. Eine Gaseinblasvorrichtung 35 der in Fig. 1 '5 veranschaulichten Art ist an der Abdeckung 36 angebracht und wird von dieser gehalten.

Durch einen Pfeil 37 angedeutetes inertes Gas wird mittels der Gaseinblasvorrichtung 35 in das schmelzflüssige Metall 38 eingeblasen. Nach Durchlaufen des Schrnelzgutes sammelt sich das Gas im Kopfraum 43 und bildet dort über der Schmelze eine Inertgasschicht. Das Gas tritt dann im Gegenstrom zu dem ankommenden Metallstrom über den Metalleinlaß 40 aus. Die freie Querschnittsfläche des Gasdurchlasses ^a5 und damit der in der Anordnung herrschende Druck werden mittels einer im Einlaß 40 angeordneten Klappe 49 geregelt. Das unter einem leichten Überdruck stehende inerte Gas im Kopfraum 43 verhindert, daß Luft in das Gefäß eindringt. Das Metall 38 wird über den Metalleinlaß 40 in die Raffiniereinrichtung eingebracht. Innerhalb des Gefäßes werden gleichförmig verteilte kleine Blasen aus inertem Gas in das Metall 38 eingeblasen. Außerdem wird das schmelzflüssige Metall unter der Wirkung der rotierenden Gaseinblasvorrichtung 35 in Bewegung gehalten. Inder Schmelze gelöster Wasserstoff diffundiert in die Inertgasblasen und wird von diesen mitgenommen, wenn die Blasen durch die Schmelze hindurch zur Oberfläche 42 des Schmelzbades hochsteigen. Die große Oberfläche der fein dispergierten Gasblasen dient ferner als wirksames Transportmittel, das suspendierte Oxidteilchen zu der auf der Oberfläche 42 des Schmelzbades befindlichen Gekrätzschicht 48 befördert, von wo sie durch Abschlacken beseitigt werden können. Die in dem schmelzflüssigen Metall ausgebildete Hauptströmungsverteilung ist durch Pfeile 50 schematisch angedeutet. Durch diese Umwälzung des Metalls im Gefäß wird ständig frisches Metall mit den Gasblasen in Berührung gebracht, die zwischen dem Rotor und dem Stator der Gaseinblasvorrichtung austreten.

Das raffinierte schmelzflüssige Metall verläßt da:

Raffiniergefäß über einen Auslaß 44, der unterhalt

der Oberfläche 42 des Schmelzbades in der Wand 4f ausgebildet ist. Das Metall durchläuft dann einer

Schacht 46 und verläßt die Anordnung über eine Ab

flußrinne 47, um von dort zu einer Gießstation zu ge

langen. In dem Schacht 46 kann ein herkömmliche:

Filtermedium vorgesehen sein, beispielsweise Brok

ken aus Graphit oder feuerfestem Material.

Zum Abschlacken der Oberfläche 42 des Schmelz bades kann der Zustrom von Metall zum Raffinierge faß unterbrochen werden, während man weiterhii inertes Gas 37 über die Gaseinblasvorrichtung 35 zu fuhrt, so daß die Gekrätzschicht 48 in die Einlaßrinni 40 geschoben wird, wo sie mit Hilfe mechanische Mittel beseitigt werden kann. Statt dessen kann di< Badoberfläche 42 auch mittels eines handbetätigtei

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Werkzeugs abgeschlackt werden, das durch die Einlaßrinne 40 oder eine nicht veranschaulichte Öffnung der Abdeckung 36 hindurch in das Gefäß 31 eingeführt wird.

Der Raffiniervorgang braucht nicht entsprechend Fig. 3 in einer einzigen Raffinierzone ausgeführt zu wenden. Statt dessen kann das Gefäß mit mehreren Raffinierkammern oder -zonen ausgestattet sein, die das schmelzflussige Metall der Reihe nach durchläuft. Die Fig. 4 und 5 zeigen eine derart abgewandelte Ausführungsform.

Das in den Fig. 4 und 5 veranschaulichte Raffiniergefäß 55 besteht aus einem feuerfesten Werkstoff, der gegenüber schmelzflüssigem Aluminium inert ist. Das Gefäß ist mit Hilfe von gut isolierenden Werkstoffen gegen Wärmevcriuste geschützt. Falls erforderlich, kann das Gefäß auch mit nicht veranschaulichten elektrischen Heizelementen ausgestattet sein, um Wärmeverluste auszugleichen. Das Raffiniergefäß 55 weist eine Abdeckung 56 auf, d»c an dem Gefäß 55 gasdicht angebracht ist und nur die Metalleinlaßrinne 57 freiläßt. Gaseinblasvorrichtungen 59 und 60, die entsprechend Fig. 1 aufgebaut sind, und die zugehörigen Antriebe 61 und 62 werden von der Abdeckung 56 gehalten. Pfeile 75 deuten das inerte Gas an, das in die Gaseinblasvorrichtungen 59 und 60 über die betreffenden Einlaßöffnungen eintritt.

Das Raffiniergefäß 55 ist für den Einsatz bei kontinuierlichem Betrieb bestimmt, das heißt schmelzflüssigcs Metall wird über die Einlaßrinne 57 ständig in das Gefäß 55 eingeleitet, das Metall wird unter ständiger Badbewegung durch Einblasen von Gas über die Einblasvorrichtungen 59 und 60 raffiniert, und das raffinierte Metall wird über die Abflußrinne 58 ständigaus dem Gefäß abgezogen. Wie aus Fig. 5 hervorgeht , ist das Raffiniergefäß 55 mit zwei Raffinierzonen 63 und 64 versehen, die durch eine Zwischenwand 65 voneinander getrennt sind. Das Metall gelangt zunächst in die Raffinicrzoiie 63, wo es in Bewegung versetzt und mit einem inerten Gas in Berührung gebracht wird, das über die Gascinblasvorrichtung 59 eingeleitet wird. Das Metall verläßt die Raffinierzone

63 teilweise über die Oberkante der Zwischenwand 65 hinweg und teilweise durch Durchlässe 66 hindurch, die in der Zwischenwand 65 ausgebildet sind. Das Metall wird in der zweiten Raffinierzone 64 weiter raffiniert, wo es in ähnlicher Weise in Bewegung versetzt und mit inertem Gas in Kontakt gebracht wird, das mittels der Gaseinblasvorrichtung 60 eingeleitet wird. Das Metall verläßt die Raffinierzone 64, indem es über die untere Trennwand 67 hinweg und in ein Auslaßrohr 68 eintritt. Das Auslaßrohr 68 ist aus einem feuerfesten Werkstoff, beispielsweise Graphit oder Siliziumkarbid, gefertigt und leitet das raffinierte schmelzflüssige Metall von der Raffinierzone

64 aus zu einem Auslaßschacht 69, von wo aus es das Raffiniergefäß über die Abflußrinne 58 verläßt.

Das in die Anordnung eingeleitete Raffiniergas durchströmt das schmehflüssige Metall, sammelt sich im Kopfraum 74 über dem Schmelzbad und verläßt das Raffiniergefäß 55 durch die Einlaßrinne 57 hindurch oberhalb und im Gegenstrom zu dem ankommenden schmelzflüssigen Metall. Der im Raffiniergefäß 55 herrschende Druck kann durch eine in der Einlaßrinne 57 sitzende, angelenkte Klappe 73 eingestellt werden, indem die freie Querschnittsfläche des Gasdurchlasscs in der Einlaßrinne 57 verändert wird. Auf diese Weise kann zusatzlich zu der von der Abdeckung 56 gebildeten statischen Abdichtung für eine dynamische Gasabdichtung des Raffiniergefäßes gesorgt werden, wobei das Raffiniergefäß 55 unter einem etwas über dem Außendruck liegenden Druck gehalten wird, um den Zutritt von Luft zum Raffiniergefäß zu verhindern.

Der Raffinationsgrad hängt von der beabsichtigten Anwendung des gegossenen Erzeugnisses ab. Bei hochfesten Konstruktionslegierungen kann es zweckmäßig sein, während des Raffiniervorganges ein SaIzflußmittei zuzugeben, das die Abscheidung der Oxide vom Metall fördert. Vorzugsweise werden als Flußmittel Halogenide der Alkali- und Erdalkalimetalle benutzt. Ein solches Flußmittel kann in die Einlaß-

^]5 rinne 57 eingefüllt werden, wenn der durch das Raffiniergefäß hindurchgehende Metallstrom zu fließen beginnt, oder durch eine nicht veranschaulichte Öffnung der Abdeckung 56 hindurch. Außerdem kann der Auslaufschacht 72 mit einem zweckentsprechenden Filtermedium gefüllt werden, das vorzugsweise eine niedrigere Dichte als schmelzflüssiges Aluminium oder Aluminiumlegierungen hat, um das Flußmittel von dem Metall beim Austritt aus dem Raffiniergefäß 55 zu trennen. Für diesen Zweck kann

^a5 insbesondere Koks oder Brechgraphit verwendet werden.

Dem inerten Gas kann auch eine kleine Menge Chlor zugesetzt werden. Wird Chlor in eine magnesiumhaltige schmelzflüssige Aluminiumlegierung eingeleitet, reagiert ein Teil des Chlors mit Magnesium unter Bildung von Magnesiumchlorid, das ein wirkungsvolles Flußmittel darstellt. Der verbleibende Teil des Chlors reagiert mit Aluminium unter Bildung von Aluminiumchloridgas. Es wurde gefunden, daß

in Gegenwart eines großen Überschusses an inertem Gas Magnesiumchlorid bevorzugt gegenüber Aluminiumchlorid gebildet wird, und zwar derart, daß im wesentlichen das gesamte zusammen mit dem inerten Gas zugeführte Chlor mit Magnesium reagiert. Es ist infolgedessen möglich, bei magnesiumhaltigen AIuminiumlegierungen ein wirkungsvolles Flußmittel in situ zu bilden, indem über die Einblasvorrichtung nach der Erfindung Chlor zusammen mit einem inerten Gas in hoch verdünnter Form eingeleitet wird. Die innige Mischung des eingeblasenen Gases mit dem schmelzflüssigcn Metall, für die die Einblasvorrichtung sorgt, begünstigt die Bildung von Magnesiumchlorid und verhindert damit, daß nicht in Reaktion gegangenes Chlor oder Aluminiumchlorid aus der Anordnung austritt. Die Konzentration des Chlors im inerten Gas wird im allgemeinen im Bereich von 0 bis 5 Volumprozent in Abhängigkeit von dem Magnesiumgehalt der Legierung eingestellt, darf jedoch in keinem Fall so hohe Werte erreichen, daß schädliche Nebenpro dukte emittiert werden.

Ein entscheidender Vorteil der Einrichtung nacti der Erfindung besteht darin, daß leicht eine Einstellung derart erfolgen kann, daß die Raffiniergaserfor dernisse für unterschiedliche Legierungssorten erfüll werden. Außerdem kann die Raffiniergeschwindig keit einem weiten Bereich von Gießgeschwindigkeitei angepaßt werden. Der spezifische Raffiniergasbedarf der im allgemeinen ausgedrückt wird als Gasvolumei bei Normaltemperatur und Normaldruck je Ge wichtseinheit des zu behandelnden Metalls, ist ein Funktion der Zusammensetzung der Legierung um des geforderten Reinheitsgrades des Fertigprodukts Die Metalldurchflußmenge durch die Raffinierein

richtung wird von der erforderlichen Gießgeschwindigkeit bestimmt, d. h. durch die Art der verwendeten Gießmaschinen und die Anzahl der Blöcke, die gleichzeitig aus dem ra^inierten Metall gegossen werden sollen. Die folgenden Beispiele zeigen einen einfachen Weg, die Arbeitsbedingungen der Anordnung in Abhängigkeit von der jeweils zu raffinierenden Legierung und dem gewünschten Raffinationsgrad einzustellen.

Zunächst wird die Durchflußmenge des Raffiniergases je Gaseinblasvorrichtung aus der folgenden Formel berechnet:

V= WC/N (1)

wobei

V — Durchflußmenge des Raffiniergases durch die Vorrichtung in dm³ (unter Normalbedingungen)/min;

W = Metalldurchflußmenge oder Raffiniergeschwindigkeit in kg/min; C = spezifischer Raffiniergasbedarf in dm³ (unter

Normalbedingungen)/kg Metall; N = Anzahl der Gaseinblasvorrichtungen des Systems.

Der spezifische Raffiniergasbedarf C wird experimentell bestimmt. Er kann zunächst auch auf Grund der Chlormenge geschätzt werden, die für die Entgasung der betreffenden Legierung beim herkömmlichen Chlorentgasungsverfahren benutzt wird. Beispielsweise können Legierungen, die verhältnismäßig leicht zu entgasen sind oder deren Einsatz wenig kritisch ist, mit C= 0,3 dm³ Gas/kg Metall raffiniert werden, während hochfeste Konstruktionslegierungen ein C= 2,5 dm³ Gas/kg Metall erfordern können, um die schärferen Reinheitsbedingungen des Produktes zu erfüllen.

Nachdem die erforderliche Gasdurchflußmenge

durch die Einblasvorrichtung hindurch bestimmt ist,

wird die Rotordrehzahl entsprechend der folgenden

Formel eingestellt:

« = (7620 + 673 V+ 2108 P)Zd (2)

wobei

R = Drehzahl des Rotors in U/min;

V = Gasdurchflußmenge durch die Vorrichtung, berechnet entsprechend der Formel (1) in dm³/min;

r = Verhältnis der kleinsten Querschnittsabmessung der Raffinierzone im Bereich des Rotors zum Rotordurchmesser (berechnet unter Vei Wendung gleicher Einheiten); beispielsweise ist bei der Raffiniereinrichtung nach Fig. 5 die kleinste Querschnittsabmessung der Raffinierzone 63 die kleinere der beiden durch die Pfeile 70 und 71 angedeuteten Abmessungen· d — Rotordurchmesser in mm.

Diese Formel ergibt einen Näherungswert für die Drehzahl des Rotors, die eine zufriedenstellende Dis-

persion des Raffiniergases und ein gutes Umrühren des Metallbades unter den meisten Arbeitsbedingungen sicherstellt. Die Formel läßt erkennen, daß die Rotordrehzahl mit steigenden Raffiniergasdurchflußmengen erhöht werden muß. Die Einrichtung kann

jedoch auch mit erhebh'ch niedrigeren Drehzahlen arbeiten, als sie sich aus dieser Formel ergeben. Die optimale Drehzahl hängt in erster Linie von dem gewünschten Raffinationsgrad ab.

Beispiel 1

744 kg einer Legierung der Serie 6000 sollen innerhalb von 12 Minuten raffiniert werden. Der spezifische Raffiniergasbedarf der Legierung beträgt

ao C= 0,9115 dm³ Gas/kg Metall. Die Einrichtung weist eine Gaseinblasvorrichtung auf und ist durch die folgenden Abmessungskonstanten gekennzeichnet· r=A und ^= 203 mm. Die Raffiniergeschwindigkeit W entsprechend Formel (1) wird berechnet als

W= 744 kg/12 Minuten = 62,1 kg/min.

Aus Formel (1) folgt: V= 56,6 dm³ Gas/min. Setzt man diesen Wert zusammen mit den Abmessungskonstanten in die Formel (2) ein, erhält man als erforderliche Drehzahl R= 391 U/min. In der Praxis erwies sich eine Drehzahl von 300 U/min als geeignet um die betreffende Legierung unter den beschriebenen Bedingungen zu raffinieren.

Beispiel 2

Eine hochfeste Konstruktionslegierung der Serie soll in einem kontinuierlichen Arbeitsgang, d. h. während das Metall einer Gießstation zugeführt wird, in der mehrere Fabrikationsblöcke gleichzeitig aus der raffinierten Legierung gegossen werden, in einer Ge-

samtdurchflußmenge von 16780 kg Metall/h raffiniert werden. Der spezifische Raffiniergasbedarf der Legierung wurde experimentell bestimmt zu C= 1,186 dmVkg. Die Einrichtung weist zwei Gaseinblasvorrichtungen auf und ist durch die folgenden Abmes-

sungskonstantengekennzeichnet: r= 3,2 und d~190 mm.

Für eine Raffiniergeschwindigkeit W= 280 kg/min folgt aus der Formel (1) eine Gasdurchflußmenge V= 166 dmVmin. Entsprechend der Formel (2) wird

eine zufriedenstellende Raffination erzielt, indem die Gaseinblasvorrichtungen mit einer Drehzahl von 739 U/min betrieben werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Raffinieren von schmelzflüssigem Aluminium, bei dem Aluminium in eine Raffinierzone eingebracht, in die Schmelze unterhalb der Badoberfläche ein inertes Gas in Form von diskreten Gasblasen eingeleitet, von gelöstem Wasserstoff und nichtmetallischen Verunreinigungen befreites schmelzflüssiges Aluminium aus der Raffinierzone abgeführt und verbrauchtes Gas abgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß über der Schmelzbadoberfiäche eine Schutzgasatmosphäre mit einem höheren als dem Atmosphärendruck aufrechterhalten wird, daß das *5 intrte Gas vor dem Unterteilen in Gasblasen vorerhitzt und so weit expandiert wird, daß ein thermisches Wachsen der Blasen im wesentlichen verhindert wird, und daß dem in diskrete Gasblasen unterteilten Gas innerhalb des Schmelzbades ein ^ao Strömungsverlauf aufgezwungen wird, bei dem die Gasblasen radial nach außen mit einer nach unten gerichteten Komponente mit Bezug auf die Stelle des Einlasses der Gasblasen in die Schmelze transportiert und mit im wesentlichen der Gesamt- ^a5 menge des in der Raffinierzone befindlichen geschmolzenen Aluminiums in innigen Kontakt gebracht werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als inertes Gas Argon verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als inertes Gas Stickstoff verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als inertes Gas ein Gemisch aus Argon und Stickstoff verwendet wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem schmelzflüssigen Metall ein festes Flußmittel in Form eines Halogens der Alkali- und Erdalkalimetalle zugesetzt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zum Raffinieren einer magnesiumhaltigen Aluminiumlegierung, dadurch gekennzeichnet, daß dem inerten Gas bis zu 5 Volumprozent Chlor zugesetzt werden.

7. Verfahren zum Raffinieren von schmelzflüssigem Aluminium, bei dem Aluminium in eine Raffinierzone eingebracht, in die Schmelze unterhalb der Badoberfläche ein inertes Gas in Form von diskreten Gasblasen eingeleitet, von gelöstem Wasserstoff und nichtmetallischen Verunreinigungen befreites schmelzflüssiges Aluminium aus der Raffinierzone abgeführt und verbrauchtes Gas abgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß über der Schmelzbadoberfläche eine Schutzgasatmosphäre mit einem höheren als dem Atmosphärendruck aufrechterhalten wird, daß das inerte Gas über mindestens eine in das Schmelzbad eintauchende Einblasvorrichtung mit einem am unteren Ende einer Welle angebrachten Flügelrotor, einer die Welle umfassenden stationären Hülse und einem sich über die Länge der Einblasvorrichtung erstreckenden Durchlaß zum Einbringen des inerten Gases in die Schmelze in einer Durchflußmenge von V=W- C/N eingeblasen wird, wobei V = Durchflußmenge des Raffiniergases durch die Vorrichtung in dm³ (unter Normalbedingungen)/min,

W = Metalldurcbflußmenge oder Raffiniergeschwindigkeit in kg/min;
C = spezifischer Raffiniergasbedarf, dessen Wert zwischen 0,3 und 2,5 dm³ (unter Normalbedingungen)/kg Metall liegt;
N = Anzahl der Gaseinblasvorrichtungen des Systems

und daß zum Unterteilen des inerten Gases in diskrete Gasblasen der Flügelrotor mit ausreichender Drehzahl angetrieben wird, um dem Gas innerhalb des Schmelzbades einen Strömungsverlauf aufzuzwingen, bei dem die Gasblasen radial nach außen und mit einer nach unten gerichteten Komponente mit Bezug auf die Stelle des Einlasses der Gasblasen in die Schmelze transportiert werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaseinblasvorrichtung mit einer Drehzahl angetrieben wird, die sich näherungsweise aus der folgenden Formel ergibt:

R = (7620 + 673 V+ 2108 r²)ld

wobei

R = Drehzahl des Rotors in U/min

V = Gasdurchflußmenge in der Einblasvorrichtung in dm³/min

r = Verhältnis der kleinsten Querschnittsabmessung der Raffinierzone zum Durchmesser des Rotors (dimensionslos) und

d = Rotordurchmesser in mm

9. Gaseinblasvorrichtung zur Verwendung bei dem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer drehbaren Welle, deren oberes Ende mit einem Antrieb gekoppelt und deren unteres Ende mit einem mit Flügeln versehenen Rotor fest verbunden ist, der in das in einem Behälter befindliche Metallschmelzbad eintaucht, einer die Welle umfassenden stationären Hülse, einem sich in axialer Richtung erstreckenden Durchlaß über den inertes Gas in die Metallschmelze gelangt und der von der Innenfläche der Hülse und der Außenfläche der Welle begrenzt ist, und einer Gaszuführung, die dem oberen Ende des Durchlasses Gas unter einem für das Einblasen in die Schmelze ausreichenden Druck zuleitet, dadurch gekennzeichnet, daß am unteren Ende der Hülse (4) ein mit Flügeln versehener Stator (5) fest angebracht ist, zwischen dessen Flügeln mehrere lotrecht verlaufende Kanäle (11) ausgebildet sind und der in Zusammenwirken mit dem Rotor (1) für eine Umwälzung der Metallschmelze derart sorgt, daß das in gesonderte Gasblasen zerteilte Gas im wesentlichen radial nach außen mit einer bezüglich der Achse der Vorrichtung nach unten gerichteten Komponente transportiert wird und die Gasblasen mit im wesentlichen der gesamten Metallschmelze im Behälter in innigen Kontakt kommen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die drehbare Welle (3) einen zweiten in axialer Richtung durch die Welle hindurch verlaufenden Durchlaß (19) und mehrere Bohrungen (20) aufweist, die den zweiten Durchlaß mit dem axial gerichteten Durchlaß (10) verbinden, der von den Innenflächen (6,7) der Hülse (4) und des Stators (5) sowie von der Außenfläche (8) der Welle begrenzt ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, da-

durch gekennzeichnet, daß der Rotor (1) und der Stator (5) aus Graphit gefertigt sind.

12, Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 unter Verwendung der Gaseinblasvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, gekennzeichnet durch ein isoliertes Gefäß (31, 55), das mit einem Einlaß (40,57) ^un(l einem Auslaß (47, 5P) tür einen das Gefäß kontinuierlich durchlaufenden Strom aus geschmolzenem Metall, einem Gasauslaß (40, 57) Ζηά einer Abdeckung (36, 56) versehen ist, die das Gefäß gegen das Eindringen von Luft und Feuchtigkeit abdichtet, das Arbeiten unter einem Überdruck zuläßt und eine Öffnung aufweist, in welche die Gaseinblasvorrichtung (35,59,60) abgedichtet eingesetzt ist.

13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäß (55) mehrere Raffinierzonen (63, 64) aufweist, von denen jede mit einer Gaseinblasvorrichtung (59,60) versehen ist.