DE2622612A1

DE2622612A1 - Anlage zur reinigung von schmelzfluessigen metallen

Info

Publication number: DE2622612A1
Application number: DE19762622612
Authority: DE
Inventors: Henri Carbonnel
Original assignee: ACTIVITE ATOM AVANCE
Current assignee: ACTIVITE ATOM AVANCE
Priority date: 1975-05-27
Filing date: 1976-05-20
Publication date: 1976-12-09
Also published as: SE7606032L; SE417841B; NO141216C; JPS5231908A; US4003560A; AU499897B2; GB1479882A; NO141216B; IT1060439B; SU735180A3; NO761781L; FR2312569A1; AU1379676A; JPS5753852B2; FR2312569B1; CH610349A5; CA1068901A

Description

^GK 2 O. Mai 1976

Dipl.-Ing. Jürgen WEINMILLER PATENT ASSESSOR

SOSPS GmbH

8OGO München 8O
Zeppelinstr. 63

GROUPEMENT POUR LES ACTIVITES ATOMIQUES ET

AVANCEES ¹¹GAAA" S.A.

20, avenue Edouard Herriot, 92350 LE PLESSIS ROBINSON

Frankreich

ANLAGE ZUR REINIGUNG VON SCHMELZFLÜSSIGEN

METALLEN

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Reinigung von schmelzflüssigen Metallen.

Verschiedenen Vorrichtungen sind bekannt, mit denen schmelzflüssige Metalle gereinigt werden können, indem man zur Entfernung von Verunreinigungen und eingeschlossenen Gasen durch das Metallbad einen Gasstrom, beispielsweise Chlor oder Stickstoff, durchperlen läßt.

Es ist insbesondere eine Vorrichtung bekannt, in der korrosive schmelzflüssige Metalle wie beispielsweise Aluminium kontinuierlich gereinigt werden können, und die im wesentlichen aus einer elektromagnetischen Pumpe besteht, deren Leitungskanal

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aus einem Material gefertigt ist, das eine vorbestinunte offene Porosität aufweist. Dieser Leitungskanal liegt im Inneren eines Metallrohrs, das praktisch koaxial zu ihm verläuft und Abdichtungsmittel enthält. Der Raum zwischen dem Metallrohr und dem Leitungskanal der Pumpe ist mit einer unter Druck stehenden Gasquelle verbunden, so daß das durch den Leitungskanal in das Metall eintretende Gas mit dem ungereinigten schmelzflüssigen Metall durch die von den Wicklungen der elektromagnetischen Pumpe induzierte Strömung innig gemischt wird.

Es ist ferner eine Anlage zur Reinigung eines schmelzflüssigen Metalls bekannt, die aus einer in eine mit dem zu reinigenden schmelzflüssigen Metall gefüllte Tasche eingetauchten elektromagnetischen Pumpe besteht, die mit einer wie oben beschriebenen Reinigungsvorrichtung in Reihe geschaltet ist, d.h. einer Vorrichtung, die ihrerseits wie eine elektromagnetische Pumpe aufgebaut ist, deren Keramik-Leitungskanal eine offene Porosität aufweist und vollkommen abgedichtet im Innern eines Metallrohrs untergebracht ist, das an eine unter Druck stehende Gasquelle angeschlossen ist. Der untere Teil der Reinigungsvorrichtung ist somit an die eingetauchte elektromagnetische Pumpe angeschlossen, während der obere Teil der Reinigungsvorrichtung mit einem Dekantations- und Entgasungsbecken verbunden ist. In diesem Becken erreicht man mit Hilfe einer Pumpe mit hohem Durchsatz im Verhältnis zum Atmosphärendruck einen leichten Unterdruck von etwa 1 bis 100 Torr.

Zur Erzielung einer guten Mischung der aus der Reinigungsvorrichtung stammenden Gase mit dem schmelzflüssigen Metall läßt man die Tauchpumpe in aufsteigender Richtung arbeiten,

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während die Reinigungsvorrichtung in Gegenrichtung wirkt. Dadurch ergeben sich im Innern der Pumpe in der aufsteigenden schmelzflüssigen Metallmasse Wirbel mit sehr kleinem Radius, die für eine sehr zufriedenstellende Mischung des Reinigungsgases mit dem schmelzflüssigen Metall und folglich für eine ausgezeichnete Reinigung des schmelzflüssigen Metalls sorgen.

Die Erfindung hat eine Verbesserung der oben beschriebenen Anlage zum Ziel. Da die Reinigung um so besser erfolgt, je länger das schmelzflussige Metall durchwirbelt wird, erscheint es vorteilhaft, die Dauer der Wirbelbildung über den größten Teil des vom schmelzflüssigen Metall in der Reinigungsanlage durchlaufenen Weges zu verlängern.

Dieses Ziel wird durch die im Hauptanspruch wiedergegebenen Maßnahmen erreicht.

Die Vakuumpumpe mit hoher Durchsatzleistung an der Oberfläche des Dekantierungsbeckens erzeugt lediglich einen leichten Unterdruck. Ein derartiger Unterdruck ermöglicht es einerseits, die aus dem schmelzflüssigen Metall austretenden Gase abzusaugen,und beschleunigt andererseits das Mitreißen der Verunreinigungen an die Oberfläche des schmelzflüssigen Metalls. Der Unterdruck darf sich jedoch nur in der Größenordnung von 1 bis 100 Torr im Vergleich zum Atmosphärendruck bewegen. Wird der Unterdruck größer, so kann es zu einem zu starken Durchwirbeln der Verunreinigungen kommen, durch die sie evtl. wieder teilweise in das schmelzflüssige Metall zurückgeführt werden.

Nachstehend wird ein AusfUhrungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anlage unter Bezugnahme auf zwei Figuren näher beschrieben.

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Fig. 1 stellt den Gesamtaufbau der erfindungsgemäßen Anlage dar.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch die für diese Anlage wesentlichen Teile.

In Fig. 1 sieht man einen Ofen 1, der das schmelzflüssige Metall 2 enthält. Erfindungsgemäß ist eine Tauchpumpe zur Reinigung des schmelzflüssigen Metalls in dieses schmelzflüssige Metall 2 teilweise eingetaucht. Der obere Ausgang der Pumpe 3 ist direkt mit einer elektromagnetischen Pumpe 4 verbunden. Diese elektromagnetische Pumpe 4 ihrerseits mündet in ein Dekantierungs-^ und Entgasungsbecken 5. Eine Vakuumpumpe 6 sorgt oberhalb des schraelzflüssigen Metalls 7 im Dekantierungsbecken 5 für einen etwas unter dem Atmosphärendruck liegenden Druck. Über einen Ausfluß 8, der das schmelzflüssige Metall unterhalb der Oberfläche abschöpft, um nicht die auf dem schmelzflüssigen Metall schwimmenden Schlacken mitzureißen, kann das gereinigte schmelzflüssige Metall abgeleitet werden.

Das Dekantierungsbecken 5 wird von einer abnehmbaren Dichtungshaube 9 bedeckt, die in ihrer Spitze in einer Leitung ausläuft, die ihrerseits in der Vakuumpumpe 6 mündet.

Wenn sich an der Oberfläche des schmelzflüssigen Metalls im Dekantierungsbecken eine zu große Menge Schlacken angesammelt hat, so wird diese Dichtungshaube angehoben, und die Schlacken werden ohne Unterbrechung des Betriebs der Vorrichtung entfernt.

Im normalen Betrieb arbeitet die elektromagnetische Pumpe 4 gegensinnig, während die Tauchpumpe 3 als aufsteigende Pumpe arbeitet. Hierzu ist die Tauchpumpe 3 mit einem ringförmigen Stator versehen. Über die gesamte Länge der Leitung der Tauchpumpe

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hinweg bilden sich örtlich Wirbel, die von der aufsteigenden Bewegung des schmelzflüssigen Metalls mitgerissen werden. Diese Wirbel verlängern sich durch die elektromagnetische Pumpe 4 hindurch und halten somit die Rührwirkung des Gases auf den Metallschraelzfluß aufrecht, bis das schmelzflüssige Metall im Dekantierungsbecken eintrifft.

Will man das Gas, beispielsweise Stickstoff, zu seiner Wiedereinführung in den Kreislauf des schmelzflüssigen Metalls herausziehen, so fängt man es am Ausgang der Vakuumpumpe auf und führt es über eine Leitung 14 zur Aufbereitungseinheit 12, wo es mit Hilfe eines Überdruckventilators durch ölfilter und Wasserstoff allen gedrückt wird. Bei einem Einsatz von Chlor als Arbeitsgas kann als Vakuumpumpe eine einfache Luftpumpe eingesetzt werden.

In Fig. 2 werden schematisch im Schnitt die Tauchpumpe 3, die in aufsteigender Richtung arbeitet, und die elektromagnetische Pumpe 4, die mit Gegendruck arbeitet, gezeigt. Auf einem Keramiksockel 21 ruht eine Wicklung mit Magnetblechen 20; die magnetische Masse wird von zwei in die Keramik eingegossenen Fundamenten 22 und 23 getragen, wodurch die gesamte Konstruktion eine gute Steifigkeit erhält. Das Gas wird in den Behälter durch die Leitung 14 zwischen eine poröse Leitung 24 und ein Metallrohr 15 eingeblasen. Die Kühlung der Magnetbleche und der Wicklungen erfolgt über eine Luftleitung 26. Die magnetischen Massen und Spulen sind sämtlich in einem abgedichteten Gehäuse 27 untergebracht. Die Xnnenwandungen dieses Gehäuses begrenzen die Außenfläche des das Reinigungsgas enthaltenden Raums. Das Gas verteilt sich zwischen der Leitung 24 und der Wandung 15 und dringt durch die Wandung der Leitung 24 hindurch. Die Tauchpumpe umfaßt einen Magnetkern 28, der in die Keramikmasse 29 eingegossen ist. Dichtheit entlang dem Rohr 15 wird mit Hilfe von Faltenbalgen 31 und

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erreicht. Die Dichtheit zwischen den Keramikteilen erzielt man mit Hilfe eines einstellbaren Drucks; so wird der Druck der Wandungen.wie beispielsweise einer äußeren Schutzwandung 33. mit Hilfe von aus Schrauben und Federn bestehenden Vorrichtungen 34 erzeugt.

Die elektromagnetische Pumpe 4 umfaßt eine äußere Wicklung 30 und einen großen Kern 35, der in einer Keramikschutzhülle 36 angeordnet ist. Dieser Kern wird mit Hilfe eines Metallteils 40 aufgehängt, das die Form einer Schraubenfläche aufweist. Daraus ergibt sich, daß der Metallschmelzenfluß beim Durchgang durch die Pumpe geteilt wird und daß sein Weg erheblich verlängert wird, was beides noch zu einer Verbesserung der Rührwirkung im schmelzflüssigen Metall beiträgt. Die Gasdichtheit der Keramikwandung 50 der Pumpe wird durch eine durchgehende Metallumhüllung 37 verstärkt. Diese Wandung ist im oberen Bereich von einem ringförmigen Rand 38 umgeben, mit dem das schmelzflüssige Metall an der Oberfläche zur Peripherie des Dekantierungsbeckens abgeleitet wird, was die Entgasung des schmelzflüssigen Metalls erleichtert.

Im Rahmen der Erfindung kann beispielsweise der Ofen durch eine Tasche ersetzt werden.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1 - Anlage zur Reinigung eines schmelzflussigen Metalls, mit einer elektromagnetischen Tauchpumpe, die einen aus einem porösen Material hergestellten Leitungskanal aufweist, welcher unter Abdichtung in einem Metallrohr untergebracht ist, das mit einer unter Druck stehenden Reinigungsgasguelle verbunden ist, sowie mit einer elektromagnetischen Pumpe zur Erzeugung eines Gegendrucks und mit einer Vakuumpumpe mit hoher Durchsatzleistung, die dicht mit einem Dekantierungs- und Entgasungsbecken verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, da6 die Tauchpumpe (3) in einen Ofen (1) eingetaucht ist und daß sie vollkommen dicht abschließend mit der oberhalb des Ofens angeordneten elektromagnetischen Pumpe (4) verbunden ist.

2 - Anlage gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tauchpumpe (3) einen ringförmigen Stator und einen von einem Keramikmaterial (29) umgebenen Magnetkern (28), der entlang der Symmetrieachse der Pumpleitung (24) in dieser Pumpleitung angeordnet ist, sowie eine Luftleitung (26) zur Kühlung des Stators umfaßt.

3 - Anlage gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetische Pumpe (4) in ihrem aktiven Teil einen erweiterten Leitungsbereich aufweist, der in seiner Mitte einen mit einem Keramikmaterial (36) umhüllten starken Magnetkern (35) enthält.

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4 - Anlage gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die poröse Leitung (24) der Tauchpumpe (3) und die elektromagnetische Pumpe (4) von einer Metallhülle (37) umgeben werden, deren Dichtheit von metallischen Faltenbalgen (31) gewährleistet ist.

5 - Anlage gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der von dem Keramikmaterial (36) umgebene Magnetkern (35) im erweiterten Bereich der Leitung der elektromagnetischen Pumpe (4) mit Hilfe eines Metallteils (40) befestigt ist, das die Form einer Schraubenfläche aufweist.

6 - Anlage gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetische Pumpe (4) mit Gegendruck arbeitet, während die Tauchpumpe (3) auf das Metall wie eine aufsteigende Pumpe einwirkt.

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