DE2518796A1 - Vorrichtung zum trennen von mischungen mindestens teilweise schmelzfluessiger metalle, metallverbindungen und/oder metallhaltiger schlacke in einzelne bestandteile in einem fliehkraftfeld - Google Patents

Vorrichtung zum trennen von mischungen mindestens teilweise schmelzfluessiger metalle, metallverbindungen und/oder metallhaltiger schlacke in einzelne bestandteile in einem fliehkraftfeld

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DE2518796A1 DE19752518796 DE2518796A DE2518796A1 DE 2518796 A1 DE2518796 A1 DE 2518796A1 DE 19752518796 DE19752518796 DE 19752518796 DE 2518796 A DE2518796 A DE 2518796A DE 2518796 A1 DE2518796 A1 DE 2518796A1
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Description

Anlage zum Patentgesuch der H 75/15
Klöckner-Humboldt-Deutz gr/li
Aktiengesellschaft
vom 14. April 1975
Vorrichtung zum Trennen von Mischungen mindestens teilweise schmelzflüssiger Metalle, Metallverbindungen und/oder metallhaltiger Schlacke in einzelne Bestandteile in einem Fliehkraftfeld.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trennen von Mischungen mindestens teilweise schmelzflüssiger Metalle, Metallverbindungen und/oder metallhaltiger Schlacke in einzelne Bestandteile in einem Fliehkraftfeld.
Die Anwendung von Zentrifugen zum Trennen schmelzflüssiger Metalle oder Metall / Schlackengemische ist beispielsweise aus der deutschen Patentschrift Nr. 80041 vom 18. April 1894 bekannt.
Dennoch hat deren Einsatz bei Metallverhüttungsverfahren bisher keine nennenswerte Bedeutung erlangt, obwohl eine Vielzahl von Patentschriften zeigt, dai3 dies inzwischen wiederholt versucht wurde. Diese Tatsache dürfte als Indiz dafür zu werten sein, daß einem Einsatz von Zentrifugen zur Metallgewinnung in der Praxis schwerwiegende, technische Hindernisse entgegenstanden.
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Es ist inzwischen hinlänglich bekannt, daß diese in erster Linie in der Unzulänglichkeit der technischen Einrichtungen begründet warenti
Kein Hüttenwerk kann sich darauf einlassen, in der wichtigsten Stufe am Ende eines kontinuierlichen Metallgewinnungsprozesses eine nicht voll zufriedenstellende Einrichtung vorzusehen. Im Gegenteil, diese muß absolut zuverlässig und robust sein und soll insbesondere bei hoher Belastung durch Temperatur, Korrosion und Verschleiß lange Zeit hindurch betriebssicher arbeiten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Anforderungen durch Anwendung von Gestaltungsmerkmalen besonderer Art sowie durch deren vorteilhafte Kombination zu erfüllen.
Dabei ist zunächst vorgesehen, daß das Zentrifugiergefäß aus mehreren Schichten in sandwichartiger Verbund - Bauweise
fragenden zusammengesetzt ist, dergestalt, daß es einen äußeren), Mantel aufweist, daß es einen in dessen Innern im Abstand von diesem äußeren Mantel konzentrisch angeordneten Einsatz aufweist, welcher die feste Innenwand des Zentrifugiergefäßes bildet und sich mit Abstandshaltern gegen den äußeren Mantel stützt, sowie daß zwischen dem äußeren Mantelunüd dem Einsatz eine isolierende Zwischenschicht angeordnet ist, und daß es
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schließlich einen der Berührung mit dem schmelzflüssigen Metall ausgesetzten Panzer als innerste Schicht aufweist, welcher konzentrisch zum Einsatz durch Abstandshalter in etwa gleichem Abstand zu dessen Wand gehalten wird. Der Vorteil eines solchen Mehrschichten - Aufbaues für das Zentrifugiergefäß liegt in der Möglichkeit einer individuellen funktionsgerechten Gestaltung jeder dieser einzelnen Schichten, ebenso wie in der individuellen, zweckentsprechenden Wahl des Werkstoffes einer jeden Schicht sowie in der Möglichkeit einer schnellen Auswechselung und Erneuerung einer Schicht. Deswegen ist beispielsweise bei einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung von der Maßnahme Gebrauch gemacht, daß sowohl der Einsatz als auch der Panzer mit dem äußeren Mantel durch eine Schnell - Trenn Verbindung zusammengefügt sind. Weil beispielsweise die Zwischenschicht zwischen äußerem Mantel und Einsatz ausschließlich nur die Punktion einer Wärme - Isolierung hat, kann diese daher im Gegensatz zu der sonst üblichen Auskleidung mit Feuerfest - Masse aus einem Isoliermaterial geringer Dichte, vorzugsweise Schlackenwolle bestehen. Diese hat den Vorzug, daß sie wesentlich bessere Isolierwirkung als die bekannten feuerfesten Zustellungen besitzt und dabei wesentlich leichter ist.
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Dadurch, daß der äußere Mantel lediglich die Funktion hat, das rotierende System mit all seinen Kräften, nicht aber zusätzlich noch Wärmebelastungen aufzunehmen, kann dieser aus einem nicht hitzebeständigen metallischen Werkstoff von hoher mechanischer Festigkeit z.B. Kesselblech ST 52 bestehen, während der Einsatz aus warmfestem Werkstoff, z.B. Chromstahl, gefertigt und der !Panzer aus hitze- und korrosionsbeständigem Werkstoff, beispielsweise UMCO 50 (50 % Co, 27 % Cr, 23 % Fe) hergestellt ist. Dabei erweist es sich wegen der Möglichkeit einer elastischen Verformung bei extremer Wärmebelastung als nützlich, wenn die Abstandshalter zwischen Einsatz und Panzer axial mit dessen Körperachse im Abstand voneinander angeordnete und vorzugsweise aus dem Werkstoff des Panzers bestehende Blechelemente sind.
Eine nach der Erfindung aufgebaute Schleudertrommel kann naturgemäß in Anbetracht djer Nachgiebigkeit ihrer Schichten untereinander sowie deren unterschiedlicker Wärmedehnung keinen exakt definierten Schwerpunkt aufweisen, insbesondere bei mit schmelzflüssigem Metall gefülltem Betriebszustand. Die Vorteile der besonderen Gestaltung nach der Erfindung lassen sich daher nur dann vollständig realisieren, wenn man dem System erlaubt, frei pendelnd um den tatsächlichen Schwerpunkt zu rotieren.
Grundsätzlich ist eine pendelnde oder kardanische Lagerung bei Zentrifugen bekannt; beispielsweise bei Trockenschleudern oder Schleufern zur Saftgewinnung etc.. Hingegen ist diese Art der Lagerungsanordnung bei dem der Erfindung zugrundeliegendem Typus einer Zentrifuge für die Metallverhüttungstechnik bisher nicht bekannt. Dies ist ein Indiz dafür, daß bei der relativ schwerfälligen, konventionellen Bauart solcher Zentrifugen eine starre Lagerung bisher als conditio sine qua non angesehen wurde. Von diesem Stand der Technik unterscheidet sich die vorliegende Erfindung vorteilhaft dadurch, daß die Lagerung der Welle des Zentrifugiergefäßes pendelnd oder kardanisch angeordnet iit.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel schematisch veranschaulicht. Die Figur stellt einen Querschnitt durch eine Ausführungsform der Erfindung dar.
Die Figur 2 stellt einen Schnitt durch die Lagerung dieser Vorrichtung dar und zeigt insbesondere im Detail die kardanische oder pendelnde Anordnung derselben.
In Figur 1 erkennt man den Einfülltrichter^ 2)zur Einlei-
dgfi,
tung1N3chmelzfluß/Schlackengemisches in das Zentrifugiergefäß X1). Das Gut trifft beim Austritt aus dem Einfülltrichter (3) auf die Umlenkvorrichtung (4). Diese bildet den Abschluß einer Brennkammer {% welche sich mit dem£entrifugiergefäß(1) mitrotierend vom Bereich des Austragsendes (€v bis in den Bereich des Aufgabenendes (7) des Zentrifugiergefäßes (1) er-
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streckt. Unterhalb der Schnittlinie A-A erkennt man den äußeren Mantel(8} den Einsatz(1O) und dazwischen eine Isolierschicht (9)aus Schlackenwolle.
Ferner ist der innere Panzer dl)zu sehen, über dessen wulstförmigen Kragen(1Z) das beispielsweise von Schlacke separierte Metall in die Auffangvorrichtung^3)ausgetragen wird, während die von Metallteilen separierte Schlacke aus dem Überlauftrichter(i4)der Auffangvorrichtung τ5' zugeleitet wird. Der Einsatzkörper (i θ) stützt sich mittels zweier kragenförmiger Abstandshalter Cl 6) und (i?) gegen die Innenwand des äußeren Stahlmantels(8)und ist genauso wie der innere Panzer ^!i) mittels Zuglas chen( 18, 18·) und Keilen (19, 19') schnelltrennbar mit dem äußeran Stahlmantel( δ) zusammengefügt. Schließlich erkennt man weitere Abstandshalter (20, 20P,welche den konzentrischen Abstand zwischen dem Einsatzkörper (1 θ) und dem inneren Panzer(i1 )halten. Aus der Darstellung geht weiter hervor, daß das mit einer Keilriemenscheibe^) für den Antrieb ausgestattete Zentrifugiergef äß( 1)mittels eines Axiallagers(22)drehbar gelagert ist. Dieses ist im Ausführungsbeispiel mit dem als Welle^24)ausgebildeten Hals(25)des ZentrifugiergefäßesC1) kardanisch aufgehängt, indem der obere Ring(23) mit einem Zwischenring(26)durch ein Zapfenlager(27) schwenkbar verbunden ist, während, dieser Zwischenring( 26 )seinerseits
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mittels eines um 90° gegenüber der Achse des Zapfenlagers 27 versetzten Zapfenlagers 28 an der Welle 24 schwenkbar angeordnet ist.
Auf diese Weise kann das Zentrifugiergefäß 1 um den gedachten Mittelpunkt des Lagers 22 im Kardangelenk 27/28 frei pendeln. Zur besseren Verdeutlichung ist diese kardanische Anordnung nochmals in Figur 2, welche einen Schnitt durch die Ebene B-B der Figur 1 darstellt, im Detail wiedergegeben. Man erkennt darin den oberen Ring des Axiallagers 22 aus Figur 1, teilweise geschnitten dargestellt, welcher mittels eines Zapfenlagers 27, 27' schwenkbar mit dem Zwischenring 26 verbunden ist, welcher seinerseits mit einem um 90° versetzten Zapfenlager 28, 28! mit der Welle 24 ebenfalls schwenkbar verbunden ist, so daß nunmehr diese Welle 24 gegenüber dem oberen Ring 23 um zwei, um 90° gegeneinander versetzte Schwenkebenen (x-xj y-y), mithin kardanisch pendeln kann.
Die im Beispiel gezeigte und im Grundsatz erläuterte Erfindung ist konstruktiv nicht nur auf die dargestellte Zentrifuge beschränkt. Sie kann auch bei stehender Anordnung oder horizontaler Lagerung eines Zentrifugiergefässes Verwendung finden. Sie ist auch im Prinzip nicht nur zur Verwendung im MetaUhüttensektor anwendbar, sondern könnte auch in Verfahrensprozessen der Chemie insbesondere beim Auftreten thermischer Belastung, mit Vorteil angewendet werden.
Patentansprüche 609846/0421

Claims (6)

Pat entansprüche
1. Vorrichtung zum Trennen von Mischungen mindestens teilweise schmelzflüssiger Metalle, Metallverbindungen und/ oder metallhaltiger Schlacke in einzelne Bestandteile in einem Fliehkraftfeld, gekennzeichnet durch ein Zentrifugiergefäß (i} welches aus mehreren konzentrischen Schichten in sandwichartiger Verbund - Bauweise zusammengesetzt ist, dergestalt, daß es einen äußeren, ,tragenden Mantel(δ) aufweist, daß es einen in dessen Innern im Abstand von diesem Mantel fe)konzentrisch angeordneten Einsatz do) aufweist, welcher die feste Innenwand des Zentrifugeergefässesd)bildet und sich mit Abstandshaltern'16;17' gegen den Mantel(8)stützt, sowie daß zwischen dem Mantel'8'und dem Einsatz do)eine isolierende Zwischenschicht(9'angeordnet ist, und daß es schließlich einen der Berührung mit dem schmelzflüssigen Metall ausgesetzten Panzer'11/als innerste Schicht aufweist, welcher konzentrisch zum Einsatz 'lO'durch Abstandshalter'20; 20') in etwa gleichem Abstand zu dessen Wand gehalten wird.
2. Vorrichtung nach Patentanspruch \% dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Einsatz(io)als auch der Panzer M mit dem Mantel (δ) durch eine Schnell - 5Drenn - Verbindung'18, 19» 18', 19 0 zusammengefügt sind.
UUBT 2.« J
3. Vorrichtung naeh ]?at@ntansprac]b. I/Ttetereirch gekennzeichnet,
daß die isolierende 2wiseii©:&s©Mib&t (9 Zwischen dem MantelP/
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und dem Einsatz(10)aus einem Isoliermaterial geringer Dichte, vorzugsweise Schlackenwolle, besteht.
4. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel(8)aus einem nicht hitzebeständigen metallischen Werkstoff von hoher mechanischer Festigkeit, z.B. Kesselblech ST 32 besteht, während der Einsatz do) aus warmfestem Werkstofff z.B. Chromstahl, gefertigt und der Panzeri11/aus hitze- und korrosionsbeständigem Werkstoff, beispielsweise UMCO 50 (50^CO, 27#Crr hergestellt ist,
5. Vorrichtung nach einenL der Patentansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daB die Abstandshalter* 20f 20''zwischen Einsatz(10) und Panzer ^I 1J vorzugsweise auf dem äuBeren Umfang des Panzers (1'"i) axial mit dessen Körperachse im Abstand voneinander angeordnete und vorzugsweise aus dem Werkstoff des Panzers'11/bestehende Blsohelemsnte sind«
6. Vorrichtung nach eines: der Ansprüche "■ - 5,- dadurcr. gekennzeichnet, daß die Lagerung (23)de^ Welle;" 24) des Zentrifugiergefäßes (1) pendelnd oder kardanisch, angeordnet ist.
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