DE2263288C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Raffinieren von schmelzflüssigem Aluminium - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Raffinieren von schmelzflüssigem AluminiumInfo
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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 Vergießens 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 verar
beitetwird. Feine aufgebrochene Oxidfiime, die in das
Schmelzbad eingeführt werden, sind besonders schädlich, weil sie im Gegensatz zu den mehr makroskopischen
Oxiden und anderen Feststoffteilchen nicht als Gekrätz abgeschlackt werden können.
Während des Vergießens des Metalls tritt eine Wechselwirkung zwischen teilchenförmigen Feststoffen
und Wasserstoff ein. Im Metall fein verteilte Feststoffpartikel
wirken während der Erstarrung als Kerne
für die Bildung von Wasserstoffblasen. Die nichtmetallischen Verunreinigungen können spannungserhöhend
wirket und damit die mechanischen Eigenschaften des gegossenen Metalls beeinträchtigen. Außerdem
führen sie zu Schwierigkeiten bei der Herstellung von Aluminiumlegierungen, beispielsweise zu übermäßiger
Werkzeugabnutzung bei der maschinellen Bearbeitung von Spritzgußteilen. Sie machen sich außerdem
als Oberflächenfehler bei gewalzten oder stranggepreßten Produkten bemerkbar.
ao 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-
»5 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 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
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
über emaillierte Eisenrohre oder Graphitrohre eingeblasen. Das Entgasen mit Hilfe von Chlor führt bei
den meisten Legierungsarten zu einer befriedigenden Beseitigung von Wasserstoff und nichtmetallischen
Verunreinigungen.
Der Einsatz von Chlor bringt aber wegen dessen korrodierenden Eigenschaften und Toxizität Probleme
mit sich. Einer der Hauptnachteile von Chlor ist dessen große Reaktionsfähigkeit mit Metallen.
Chlor verdampft Aluminium in Form von Aluminiumchloridgas 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 Entgasungskammer
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 nachdem 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 1093710), zum Raffinieren
von Aluminium neben Chlor auch gasförmigen Stickstoff zu verwenden, der über feuerfeste Einblasrohre
oder poröse Pfropfen unterhalb der Badoberfläche eingeblascn 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 Gaszuführung
aufweist, die dem oberen Ende des Durchlasses Gas unter einem für das Einblasen in die
Schmelze ausreichenden Druck zuleitet. Für ein Raffinieren, d. b. Entgasen und Beseitigen fester nichtmetallischer
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 Raffmieren von Aluminium zu schaffen, die den Einsatz von inertem
Gas erlauben und gleichwohl sicherstellen, daß gelöster Wasserstoff and andere nichtmetallische Verunreinigungen
bei honen Metafldurchsatzgescnwindigkeiten aus dem MetaS 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 ver-S
hindert 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 Gasblasen 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
Strömungsverlauf 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
*5 schmelzflüssigem Aluminium gesorgt. Unter diesen Bedingungen kann Aluminium mit einem Wirkungsgrad
raffiniert werden, der dem mit Chlor erzielten vergleichbar ist, während gleichzeitig die mit der
Chlorbehandlung verbundenen Probleme beseitigt sind.
Unter dem Begriff »Aluminium« sollen vorliegend neben reinem Aluminiummetall auch Aluminiumlegierungen
verstanden werden.
Als inertes Gas werden bevorzugt Argon, Stickstoff oder Argon-Stickstoff-Gemische verwendet. Grundsätzlich
kann aber auch mit Helium, Krypton, Xenon oder Gemischen dieser Gase gearbeitet werden.
Bei der Herstellung von hochfesten Konstruktionslegierungen kann dem schmelzflüssigen Metall ein festes
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 S Volumprozent ♦5 Chlor zugesetzt werden. Die innige Vermischung des
eingeblasenen Gases mit der Schmelze begünstigt dabei die Bildung von Magnesiumchlorid, einem wirkungsvollen
Flußmittel. Es werden weder nichtumgesetztes Chlor noch Aluminiumchlorid emittiert.
Entsprechend einer abgewandelten Ausfuhrungsform wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe
dadurch gelöst, daß über der Schmelzbadoberfläche eine Schutzgasatmosphäre mit einem höheren
als dem Atmosphärendruck aufrechterhalten wird, SS daß das inerte Gas über mindestens eine in das
Schmelzbad eintauchende Einblasvorricfaüing mit einem
am unteren Ende einer WeOe angebrachten Flögelrotor, einer die WdQe umfassenden stationären
Hülse und einem sich über die Länge der Einblasvorrichöuig
erstreckenden Durddaß zum Eoibringeo des
inerten Gases in die Schmelze in einer Durchflaßmenge
von V= W-C/N eingeblasen wird, wobei
V = Durchflußmenge des RafSniergases durch die Vorrichtung in dm3 (unter Nonnafbediaguagen)/min;
W = MetaOdurchfluBmenge oder Raffinierge-
schwindqjkeit 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 Unterteilendes 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 aut die Stelle des Einlasses der Gasblasen in die Schmelze
transportiert werden. Dabei werden besonders gunstige Ergebnisse erzielt, wenn die Gaseinblasvorrichtung
mit einer Drehzahl angetrieben wird, die sich naherungsweise
aus der folgenden Formel ergibt: R = (7620 + 673 V+ 2108 S)Id
wobei
R = Drehzahl des Rotors in U/mm; V = Gasdurchflußmenge in der Einblasvorrichtung ^
in dm'/min. .
R = Verhältnis der kleinsten Querschnittsabmes-
sung der Raffinierzone zum Durchmesser des
Rotors (dimensionslos) und d = Rotordurchmesser in mm.
Für das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise
eine Gaseinblasvorrichtung verwendet d«.
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 zwischen
dessen Flügeln mehrere lotrecht verlaufende Kanäle ausgebildet sind und der in Z«53™™"™1*;6,11
mit dem Rotor 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 Kontaki.kommen
Weil dabei die Gasblasen von der E.nle.tungsstelle
weg rasch in die Schmelze hineinbefordert werden, wird eine Vereinigung von Blasen in der Zone hocnster
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 wer-
eDie drehbare Welle kann einen zweiten in axialer
Richtung durch die Welle mndurdiveriaufenden
Durchlaß und mehrere Bohrungen aufweise^die den zweiten Durchlaß mit dem axial gerichteter,DurchIaU
verbinden, der von den Innenflächen der Hülse: und
des Stators sowie von der Außenfläche der Welle begrenzt ist. Rotor und Stator sind vorzugsweise aus
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, so
^^E^rÄgzurDureMührungdesVerf^ns
unter Verwendungder vorstehend genannten Gasemblasvomchtung
ist in weiterer Ausgestaltung^ crfindung
mit einem isolierten Gefäß ^8«*"^'ff
mhehiem Einlaß undeinem Auslaß fe einen das Gefäß
kontinuierlich doRMaufeaaen Strom aas geschmolzenem MetaB, einem Gasausfeßuaafeiner Abdeckung versehen ist, die das Gefafi_gegen das
Eindringe«von Loft qnd Feucfatigk«* abdrchtet'das
Arbeiteirattereineni Überdruck zoläBt «rad enw <M" «*
nung aufweist, in weiche die G*^1?*™^*
abgedichtet eingesetzt ist. Das Gefäß kam. inehrere
Raffmieramen aufweisen, von denen jede nut emer
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 5 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 Z 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 Badbewegnng innerhalb des Behand-
Ein durch PfeSe 15 angedeutetes inertes Gas, beispielsweise
Aigon oder Stickstoff, wird mit vorbestimmtem Drack und vorgegebener Daicifflaßmenge
in den ringf orangen Durchlaß 1« eingeleitet. Das Gas
füllt den glockenförmigen Raum 1« aus, der eme
Fortsetzung des Durchlasses 1« bildet und dem Hals 17 des Rotors 1 emg&t. Da das Gas mit emem Druck
zugef ührt wird, der über dem in dem sctatefeflossigen
Metall in der durch den PfeB 18 angedeuteten Hohe
«09680/273
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 vorbeistreichenden
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 Zwangsumwäizung des Metalls um die Einblasvorrichtung gehören,
daß ein wirksamer Mechanismus für die Ausbildung von kleinen Gasbiasen erhalten wird, daß die Blasen
an einer gegenseitigen Vereinigung gehindert werden, weil die kleinen Gasblasen fan wesentlichen im Augenblick
ihrer Entstehung verteilt werden, daß eine wirkungsvolle Umwälzung des Metalls erfolgt und daß
die Verweildauer der Gasbiasen in der Schmelze größer als die Verweildauer ist, die erhalten würde, wenn
auf die Gasblasen nur die Auftriebskraft einwirken würde.
Das erfindiingsgemäße 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
1S 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 Schmelzgutes 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 Wir-
kung der rotierenden Gaseinblasvorrichtung 35 in Bewegung gehalten. In der 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
Gasbiasen dient ferner als wirksames Transportmittel, das suspendierte Oxidteilchen zu der
auf der Oberfläche 42 des Schmelzbades befindlichen Gekrätzschicht 48 befördert, von wo sie durch Ab-
*5 schlacken 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 das Raffiniergefäß über einen Auslaß 44, der unterhalb
der Oberfläche 42 des Schmelzbades in der Wand 45 ausgebildet ist. Das Metall durchläuft dann einen
Schacht 46 und verläßt die Anordnung ober eine Abflußrinne 47, um von dort zu einer Gießstation zu gelangen.
In dem Schacht 46 kann ein herkömmliches Filtermedium vorgesehen sein, beispielsweise Brok-
ken aus Graphit oder feuerfestem Material.
Zum Abschlacken der Oberfläche 42 des Schmelzbades kann der Zustrom von Metall zum Raffiniergefäß unterbrochen werden, während man weiterhin
inertes Gas 37 über die Gaseinblasvorrichtung 35 zu-
führt, so daß die Gekrätzschicht 48 in die Einlaßrinne 40 geschoben wird, wo sie mit Hilfe mechanischer
Mittel beseitigt werden kann. Statt dessen Irans die Badoberfläche 42 auch mittels eines handbetätigten
11 12
Werkzeugs abgeschlackt werden, das durch die Ein- deckung 56 gebildeten statischen Abdichtung für eine
laßrinne 40 oder eine nicht veranschaulichte Öffnung dynamische Gasabdichtung des Raffiniergefäßes ge-
der Abdeckung 36 hindurch in das Gefäß 31 einge- sorgt werden, wobei das Raffiniergefäß 55 unter ei-
führt wird. nem etwas über dem Außendruck liegenden Druck
Der Raffiniervorgang braucht nicht entsprechend 5 gehalten wird, um den Zutritt von Luft zum Raffinier-
Fig. 3 in einer einzigen Raffinierzone ausgeführt zu gefäß zu verhindern.
werden. Statt dessen kann das Gefäß mit mehreren Der Raffinationsgrad hängt von der beabsichtigten
Raffinierkammern oder -zonen ausgestattet sein, die Anwendung des gegossenen Erzeugnisses ab. Bei
das schmelzflüssige Metall der Reihe nach durchläuft. hochfesten Konstruktionslegierungen kann es zweck-Dic
Fig. 4 und 5 zeigen eine derart abgewandelte 10 mäßig sein, während des Raffiniervorganges ein Salz-Ausführungsform,
flußmittel zuzugeben, das die Abscheidung der Oxide
Das in den F ig. 4 und 5 veranschaulichte Raffinier- vom Metall fördert. Vorzugsweise werden als Flußgefäß
55 besteht aus einem feuerfesten Werkstoff, der mittel Halogenide der Alkali- und Erdalkalimetalle
gegenüber schmelzflüssigem Aluminium inert ist. Das benutzt. Ein solches Flußmittel kann in die Einlaß-Gefäß
ist mit Hilfe von gut isolierenden Werkstoffen l5 rinne 57 eingefüllt werden, wenn der durch das Raffigegen
Wärmeverluste geschützt. Falls erforderlich, niergefäß hindurchgehende Metallstrom zu fließen
kann das Gefäß auch mit nicht veranschaulichten beginnt, oder durch eine nicht veranschaulichte öffelektrischen
Heizelementen ausgestattet sein, um nung der Abdeckung 56 hindurch. Außerdem kann
Wärmeverluste auszugleichen. Das Raffiniergefäß 55 der Auslaufschacht 72 mit einem zweckentsprechenweist
eine Abdeckung 56 auf, die an dem Gefäß 55 ao den Filtermedium gefüllt werden, das vorzugsweise
gasdicht angebracht ist und nur die Metalleinlaßrinne eine niedrigere Dichte als schmelzflüssiges Alumi-57
freiläßt. Gaseinblasvorrichtungen 59 und 60, die nium oder Aluminiumlegierungen hat, um das Flußentsprechend Fig. 1 aufgebaut sind, und die zugehö- mittel von dem Metall beim Austritt aus dem Raffirigen
Antriebe 61 und 62 werden von der Abdeckung niergefäß 55 zu trennen. Für diesen Zweck kann
56 gehalten. Pfeile 75 deuten das inerte Gas an, das a5 insbesondere Koks oder Brechgraphit verwendet
in die Gaseinblasvorrichtungen 59 und 60 über die werden,
betreffenden Einlaßöffnungen eintritt. Dem inerten Gas kann auch eine kleine Menge
betreffenden Einlaßöffnungen eintritt. Dem inerten Gas kann auch eine kleine Menge
Das Raffiniergefäß 55 ist für den Einsatz bei konti- Chlor zugesetzt werden. Wird Chlor in eine magnesinuierlichem
Betrieb bestimmt, das heißt schmelzflüs- umhaltige schmelzflüssige Aluminiumlegierung einsiges
Metall wird über die Einlaßrinne 57 ständig in 3° geleitet, reagiert ein Teil des Chlors mit Magnesium
das Gefäß 55 eingeleitet, das Metall wird unter ständi- unter Bildung von Magnesiumchlorid, das ein wirger
Badbewegung durch Einblasen von Gas über die kungsvolles Flußmittel darstellt. Der verbleibende
Einblasvorrichtungen 59 und 60 raffiniert, und das Teil des Chlors reagiert mit Aluminium unter Bildung
raffinierte Metall wird über die Abflußrinne 58 stan- von Aluminiumchloridgas. Es wurde gefunden, daß
dig aus dem Gefäß abgezogen. Wie aus Fig. 5 hervor- 35 in Gegenwart eines großen Überschusses an inertem
geht, ist das Raffiniergefäß 55 mit zwei Raffinierzonen Gas Magnesiumchlorid bevorzugt gegenüber Alumi-63
und 64 versehen, die durch eine Zwischenwand niumchlorid gebildet wird, und zwar derart, daß im
65 voneinander getrennt sind. Das Metall gelangt zu- wesentlichen das gesamte zusammen mit dem inerten
nächst in die Raffinierzone 63, wo es in Bewegung Gas zugeführte Chlor mit Magnesium reagiert. Es ist
versetzt und mit einem inerten Gas in Berührung ge- 40 infolgedessen möglich, bei magnesiumhaltigen Alubracht
wird, das über die Gase ^blasvorrichtung 59 miniumlegierungen ein wirkungsvolles Flußmittel in
eingeleitet wird. Das Metall verläßt die Raffinierzone situ zu bilden, indem über die Einblasvorrichtung nach
63 teilweise über die Oberkante der Zwischenwand der Erfindung Chlor zusammen mit einem inerten Gas
65 hinweg und teilweise durch Durchlässe 66 hin- in hoch verdünnter Form eingeleitet wird. Die innige
durch, die in der Zwischenwand 65 ausgebildet sind. 45 Mischung des eingeblasenen Gases mit dem schmelz-Das
Metall wird in der zweiten Raffinierzone 64 wei- flüssigen Metall, für die die Einblasvorrichtung sorgt,
ter raffiniert, wo es in ähnlicher Weise in Bewegung begünstigt die Bildung von Magnesiumchlorid und
versetzt und mit inertem Gas in Kontakt gebracht verhindert damit, daß nicht in Reaktion gegangenes
wird, das mittels der Gaseinblasvorrichtung 60 einge- Chlor oder Aluminiumchlorid aus der Anordnung
leitet wird. Das Metall verläßt die Raffinierzone 64, 50 austritt. Die Konzentration des Chlors im inerten Gas
indem es über die untere Trennwand 67 hinweg und wird im allgemeinen im Bereich von 0 bis 5 Volumin
ein Auslaßrohr 68 eintritt. Das Auslaßrohr 68 ist prozent in Abhängigkeit von dem Magnesiumgehalt
aus einem feuerfesten Werkstoff, beispielsweise Gra- der Legierung eingestellt, darf jedoch in keinem Fall
phit oder Siliziumkarbid, gefertigt und leitet das raffi- so hohe Werte erreichen, daß schädliche Nebenpronierte
schmelzflüssige Metall von der Raffinierzone 55 dukte emittiert werden.
64 aas zu einem Auslaßschacht 69, von wo aus es das Ein entscheidender Vorteil der Einrichtung nach
; Raffiniergefäß über die Abflußrinne 58 verläßt. der Erfindung besteht darin, daß leicht eine Einstel-
; Das in die Anordnung eingeleitete Raffiniergas lung derart erfolgen kann, daß die Raffimergaserfor-
durchströmt das schmelzflüssige Metall, sammelt sich dernisse für unterschiedliche Legierungssorten erfüllt
im Kopfraum 74 über dem Schmelzbad und verläßt 60 werden. Außerdem kann die Raffiniergeschwindig-
das Raffiniergefäß 55 durch die Einlaßrinne 57 hin- keit einem weiten Bereich von Gießgeschwindigkeiten
[ durch oberhalb und im Gegenstrom zu dem ankom- angepaßt werden. Der spezifische Raffiniergasbedarf,
inenden schmelzflüssigen Metall. Der im Raffinierge- der im allgemeinen ausgedrückt wird als Gasvolumen
fäß 55 herrschende Druck kann durch eine in der bei Normaltemperatur und Normaldruck je Ge-
■ Einlaßrinne 57 sitzende, angelenkte Klappe 73 einge- 65 wichtseinheit des zu behandelnden Metalls, ist eine
t stellt werden, indem die freie Querschnittsfläche des Funktion der Zusammensetzung der Legierung and
Gasdurchlasses in der Einlaßrinne 57 verändert wird. des geforderten Reinheitsgrades des Fertigprodukts.
* Anf Hip«/» Weisp kann zusätzlich zu der von der Ab- Die Metalldurchflußmenge durch die Raffinierein-
richtung wird von der erforderlichen Gießgeschwindigkeit
bestimmt, d. h. durch die Art der verwendeten Gießmaschinen unci die Anzahl der Blöcke, die
gleichzeitig aus dem raffinierten 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
C = spezifischer Raffiniergasbedarf in dm3 (unter
Normalbedingungen)/kg Metall;
N = Anzahl der Gaseinblasvorrichtungen des Systems.
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 din3 Gas/kg Metall raffiniert werden,
während hochfeste Konstruktionslegierungt η 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 ^)Id (2)
wobei
R = Drehzahl des Rotors in U/min;
R = Drehzahl des Rotors in U/min;
V = Gasdurchflußmenge durch die Vorrichtung,
berechnet entsprechend der Formel (1) in dm'/min;
r = Verhältnis der kleinsten Querschnittsabmessung der Raffinierzone im Bereich des Rotors
zum Rotordurchmesser (berechnet untet Verwendung 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 Dispersion
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
ro jedoch auch mit erheblich niedrigeren Drehzahlen arbeiten,
als sie sich aus dieser Formel ergeben. Die optimale Drehzahl hängt in erster Linie von dem gewünschten
Raffinationsgrad ab.
744 kg einer Legierung der Serie 6000 sollen innerhalb von 12 Minuten raffiniert werden. Der spezifische
Raffiniergasbedarf der Legierung beträgt
C= 0,9115 dm3 Gas/kg Metall. Die Einrichtung weist
eine Gaseinblasvorrichtung auf und ist durch die folgenden Abmessungskonstanten gekennzeichnet:
r-4 und d=203 mm. Die Raffiniergeschwindigkeit W entsprechend Formel (1) wird berechnet als
a5 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 er-
J0 wies sich eine Drehzahl von 300 U/min als geeignet,
um die betreffende Legierung unter den beschriebenen Bedingungen zu raffinieren.
Eine hochfeste Konstruktionslegierung der Serie 7000 soll in einem kontinuierlichen Arbeitsgang, d. h.
während das Metall einer Gießstation zugeführt wird, in der mehrere Fabrikatiunsblöcke gleichzeitig aus der
raffinierten Legierung gegossen werden, in einer Gesamtdurchflußmenge
von 16 780 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-
♦5 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 (13)
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 Schmelzbadoberfläche eine Schutzgasatmosphäre
mit einem höheren als dem Atmosphärendruck aufrechterhalten wird, daß das 1S
inerte Gas vordem Unterteilen in Gasblasea 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 unter- 5<>
halb 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 = Metalldurchflußmenge oder Raffiniergeschwindigkeit in kg/min;
C = spezifischer Raffiniergasbedarf, dessen Wert zwischen 0,3 und 2,5 dm3 (unter Normalbedingungen)/kg Metall liegt;
JV = Anzahl der Gaseinblasvorrichtungen des Systems
C = spezifischer Raffiniergasbedarf, dessen Wert zwischen 0,3 und 2,5 dm3 (unter Normalbedingungen)/kg Metall liegt;
JV = Anzahl der Gaseinblasvorrichtungen des Systems
und daß zum Unterteilen des inerten Gases in diskrete Gasblasen der FlügehOtor 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 K+2108 ^)Id
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) und einem AusSaß (47,58) für einen das
Gefäß kontinuierlich durchlaufenden Strom aus geschmolzenem Metall, einem Gasauslaß (40, 57)
und 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) mjhrere Rhtfinierzonen
(63, 64) aufweist, von denen jede mit einer Gaseinblasvorrichtung (59,60) versehen ist.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US21195071A | 1971-12-27 | 1971-12-27 | |
US21195071 | 1971-12-27 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2263288A1 DE2263288A1 (de) | 1973-07-12 |
DE2263288B2 DE2263288B2 (de) | 1976-06-24 |
DE2263288C3 true DE2263288C3 (de) | 1977-02-10 |
Family
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