DE2727142A1 - METHOD OF REFINING MOLTEN METAL - Google Patents

METHOD OF REFINING MOLTEN METAL

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DE2727142A1
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Description

PATENTANWALT DIPL.-INC. GERHARD SCHWANPATENT Attorney DIPL.-INC. GERHARD SCHWAN

BÜRO: βΟΟΟ MÜNCHEN M · ELiENSTRASSE »2 /.72/142OFFICE: βΟΟΟ MUNICH M · ELiENSTRASSE »2 /.72/142

L-863O-3-GL-863O-3-G

UNION CARBIDE CORPORATION
Park Avenue, New York, N.Y. 1OO17, V.St.A.
UNION CARBIDE CORPORATION
Park Avenue, New York, NY 1OO17, V.St.A.

Verfahren zum Raffinieren von schmelzflüssigem MetallProcess for refining molten metal

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FERNSPRECHER.: OlU/tOllOlf · KABEL: ELECTRlCPATiNT MÜNCHENTELEPHONE: OlU / tOllOlf · CABLE: ELECTRlCPATiNT MUNICH

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Die Erfindung befaBt sich mit dem Raffinieren von schmelzflüssigem Metall und betrifft insbesondere ein Verfahren zum Beseitigen von gelösten Gasen und nichtmetallischen Verunreinigungen aus schmelzflussigem Metall, ohne daß korrodierende oder umweltschädliche Gase und Dämpfe emittiert werden.The invention is concerned with refining molten metal, and more particularly relates to a method to remove dissolved gases and non-metallic contaminants from molten metal without emitting corrosive or environmentally harmful gases and vapors will.

Schmelzflüssiges Metall enthält vor dem VergieSen zahlreiche Verunreinigungen, die, falls sie nicht beseitigt werden, beim Gießen zu hohen Schrottverlusten führen oder bei den aus diesen Metallen hergestellten Produkten eine mangelhafte Güte zur Folge haben. Die in erster Linie störenden Verunreinigungen sind gelöste Gase und suspendierte nichtmetallische Teilchen, beispielsweise Metalloxide und hochschmelzende Teilchen.Before casting, molten metal contains numerous impurities which, if not removed, lead to high scrap losses during casting or during casting the products made from these metals result in poor quality. The primarily troublesome contaminants are dissolved gases and suspended gases non-metallic particles such as metal oxides and refractory particles.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Raffinieren von Metall mit einem Raffiniergas zu schaffen, bei dem gelöste Gase und andere nichtmetallische Verunreinigungen aus dem Metall im Rahmen eines kontinuierlichen Verfahrens und bei hohen Metalldurchsatzgeschwindigkeiten beseitigt werden.The invention is based on the object of creating a method for refining metal with a refining gas, in which dissolved gases and other non-metallic contaminants from the metal in a continuous process Procedure and at high metal throughput rates.

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Ein Verfahren zum Beseitigen von gelösten Gasen und nichtmetallischen Verunreinigungen aus einem schmelzflüssigen Metall aus der Magnesium, Kupfer, Zink, Zinn und Blei umfassenden Gruppe von Metallen ist erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß das schmelzflüssige Metall in eine Raffinierzone eingebracht und über der Oberflache des Schmelzbades eine Schutzgasatmosphäre mit einem höheren als dem Atmosphärendruck aufrechterhalten wird, wodurch das Eindringen von Luft und Feuchtigkeit in diese Zone sowie ein Kontakt des schmelzflüssigen Metalls damit verhindert werden; daß in die Schmelze unterhalb deren Oberfläche ein Raffiniergas in Form von diskreten Blasen eingeleitet wird; daß das schmelzflüssige Metall in der Raffinierzone derart in Bewegung gebracht wird, daß in dem schmelzflüssigen Metall mit Bezug auf die Eintrittsstellen der Gasblasen in die Schmelze ein solcher Strömungsverlauf ausgebildet wird, daß die in die Schmelze eingebrachten Gasblasen im wesentlichen radial nach außen bezüglich der Eintrittsstellen der Gasblasen transportiert werden, wodurch die Verweildauer der Gasblasen in der Schmelze verlängert wird und die Gasblasen mit im wesentlichen der Gesamtmenge des schmelzflüssigen Metalls in der Raffinierzone in innigen Kontakt gebracht werden; daß das verbrauchte Raffiniergas und die von dem Metall freigesetzten gelösten Gase abgezogen werden, während die anderen nichtmetallischen Verunreinigungen in einer Schlackeschicht auf der Oberfläche des schmelzflüssigen Metalls gesammelt und abgetrenntA method of removing dissolved gases and non-metallic gases Impurities from a molten metal made up of magnesium, copper, zinc, tin and lead Group of metals is essential according to the invention characterized in that the molten metal is introduced into a refining zone and above the surface of the molten bath a protective gas atmosphere with a higher than atmospheric pressure is maintained, whereby prevents air and moisture from penetrating this zone and preventing the molten metal from coming into contact with it will; that a refining gas in the form of discrete bubbles is introduced into the melt below its surface will; that the molten metal in the refining zone is set in motion so that in the molten metal with reference to the entry points of the gas bubbles in the melt such a flow course is formed that the introduced into the melt gas bubbles substantially radially outward with respect to the Entry points of the gas bubbles are transported, whereby the residence time of the gas bubbles in the melt is extended and the gas bubbles with substantially all of the molten metal in the refining zone be brought into intimate contact; that the spent refining gas and the dissolved gases released from the metal are drawn off, while the other non-metallic impurities in a layer of slag on the surface of the molten metal is collected and separated

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werden, und daß das raffinierte schmelzflüssige Metall aus der Raffinierzone abgeführt wird.be, and that the refined molten metal from is discharged from the refining zone.

Der Begriff "Raffiniergas" soll vorliegend Gase einschließen, die herkömmlicherweise beim Raffinieren von Magnesium, Kupfer, Zink, Zinn und Blei verwendet werden. Diesen Raffiniergasen ist die Eigenschaft gemeinsam, daß sie gegenüber dem zu raffinierenden schmelzflüssigen Metall inert sind. Vorzugsweise wird mit Argon und Stickstoff oder Gemischen dieser Gase gearbeitet, obwohl vorliegend auch andere Inertgase des periodischen Systems brauchbar sind. Weitere geeignete Raffiniergase sind Wasserstoff und Kohlenmonoxid oder Gemische dieser Gase miteinander oder mit den Inertgasen des periodischen Systems. Es versteht sich, daß Wasserstoff und Kohlenmonoxid in Fällen benutzt werden können, wo sie mit dem schmelzflüssigen Metall nicht reagieren, jedoch mit gasförmigen Verunreinigungen, beispielsweise Sauerstoff, in Reaktion treten. Es können auch andere reagierende Gase mit ähnlichen Eigenschaften verwendet werden, beispielsweise Schwefelhexafluorid, Chlor und halogenierte Kohlenwasserstoffe. Die Auswahl eines bestimmten Raffiniergases erfolgt in der Regel an Hand der Eigenschaften des im Einzelfall zu raffinierenden Metalls. Der Begriff "Metall" soll vorliegend sowohl das reine Metall als auch dessen Legierungen umfassen.The term "refining gas" is intended to include gases conventionally used in the refining of magnesium, copper, zinc, tin and lead. These refining gases What is common is that they are inert to the molten metal to be refined. It is preferred to use argon and nitrogen or mixtures of these gases, although other inert gases of the periodic system can also be used here. More suitable Refining gases are hydrogen and carbon monoxide or Mixtures of these gases with one another or with the inert gases of the periodic table. It is understood that hydrogen and Carbon monoxide can be used in cases where they do not react with the molten metal, but with gaseous ones Impurities, such as oxygen, come into reaction. Other reactive gases can also be used similar properties are used, for example sulfur hexafluoride, chlorine and halogenated hydrocarbons. A specific refining gas is selected in usually on the basis of the characteristics of what is to be refined in each individual case Metal. In the present case, the term “metal” is intended to encompass both the pure metal and its alloys.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen näher er-The invention is described below on the basis of preferred exemplary embodiments in connection with the drawings

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läutert. Es zeigen:purifies. Show it:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer vorlieFig. 1 is a perspective view of a present

gend zu verwendenden Gaseinblasvorrichtung,gas injection device to be used,

Fig. 2 einen Schnitt der Vorrichtung nach Fig. 1,FIG. 2 shows a section of the device according to FIG. 1,

Fig. 3 im Schnitt eine schematische Darstellung3 shows a schematic representation in section

einer bevorzugten Einrichtung zum Raffinieren eines Metallstroms in einem kontinuierlichen Prozeß, sowiea preferred apparatus for refining a metal stream in a continuous one Process, as well

Fig. 4 und 5 einen Schnitt und eine Draufsicht auf eine weitere bevorzugte Ausführungsform einer Einrichtung, die sich für das Raffinieren von schmelzflüssigem Metall entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren eignet. 4 and 5 show a section and a plan view of a further preferred embodiment of a Facility dedicated to refining molten metal accordingly the method according to the invention is suitable.

Die für das-erfindungsgemäße Verfahren benutzte Gaseinblasvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß sie in der Lage ist, Gas mit hohen Durchflußmengen in schmelzflüssiges Metall in Form von gesonderten Gasblasen einzubringen und innerhalb der Schmelze einen hohen Grad an Gasdispersion zu erreichen. Während des Betriebes der Vorrichtung werden in dem Metall in der Nähe der Einblasvorrichtung Strömungen erzeugt, die bewirken, daß die gebildeten Gasblasen entlangThe gas injection device used for the method according to the invention is characterized by the fact that it is able to flow gas into molten metal at high flow rates to be introduced in the form of separate gas bubbles and a high degree of gas dispersion within the melt reach. During the operation of the device, currents are generated in the metal in the vicinity of the injection device, which cause the gas bubbles formed along

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einem resultierenden Strömungsvektor transportiert werden, der radial nach außen gerichtet ist und eine mit Bezug auf die lotrechte Achse der Einblasvorrichtung nach unten gerichtete Komponente hat. Diese Strömungsverteilungen sind in mehrerlei Hinsicht von Vorteil. Zunächst wird für ein im wesentlichen lotrechtes Bewegen oder Umrühren der gesamten Schmelze gesorgt, wobei ein entlang der Einblasvorrichtung nach unten gerichteter Strom in Verbindung mit den rotierenden Flügeln die Unterteilung des Gases in kleine diskrete Gasblasen bewirkt. Dadurch, daß die Gasblasen von der Einleitstelle weg rasch in die Schmelze hineinbefördert werden, wird ferner eine Vereinigung von Blasen in der Zone verhindert, in der die Gasblasenkonzentration am höchsten ist. Des weiteren wird die Verweildauer der gut verteilten Gasblasen in der Schmelze verlängert, weil die Gasblasen nach ihrer Bildung nicht unmittelbar unter dem Einfluß der Auftriebskraft zur Badoberfläche hochsteigen.a resulting flow vector directed radially outward and one with reference to FIG the vertical axis of the injector has a downward component. These flow distributions are beneficial in several ways. First of all, move or stir the whole substantially perpendicularly Melt is taken care of, a flow directed downwards along the injection device in conjunction with the rotating blades causes the gas to be subdivided into small discrete gas bubbles. The fact that the gas bubbles from the Introduction point are transported away quickly into the melt, there will also be a union of bubbles in the zone prevented, in which the gas bubble concentration is highest. Furthermore, the length of stay is well distributed Gas bubbles prolonged in the melt because the gas bubbles after their formation are not directly under the influence of the The buoyancy force rises to the surface of the bath.

Ein weiterer Faktor, der zur Maximierung der Unterteilung des Gases in kleine Blasen beiträgt und damit zu einer großen Grenzfläche zwischen Metall und Gas führt, ist das Vorwärmen des Gases vor seinem Eintritt in die Schmelze. Für dieses Vorwärmen wird dadurch gesorgt, daß das Gas durch einen Durchlaß hindurchgeleitet wird, der über die Länge der in das heiße Schmelzbad eingetauchten Vorrichtung verläuft. Auf diese Weise wird das anfänglich kalte Gas durch Kontakt mit den heißen, wärmeleitenden Wänden des Gasdurchlasses vor-Another factor that should be used to maximize the subdivision of the gas in small bubbles and thus leads to a large interface between metal and gas, the preheating of the gas before it enters the melt. For this preheating is provided by passing the gas through a passage extending the length of the device immersed in the hot molten bath. In this way the initially cold gas becomes through contact with the hot, heat-conducting walls of the gas passage

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erhitzt, so daß das Gas sich ausdehnt, bevor es in Gasblasen zerteilt wird. Folglich wird die Anzahl der für ein vorbestimmtes Gasvolumen erzeugten Blasen wesentlich erhöht; ein thermisches Anwachsen der kleinen Blasen innerhalb der Schmelze wird im wesentlichen verhindert.heated so that the gas expands before it is broken into gas bubbles. Consequently the number of for one predetermined volume of gas generated bubbles significantly increased; thermal growth of the small bubbles within the melt is essentially prevented.

Wird mit Hilfe der Einblasvorrichtung ein Raffiniergas in schmelzflüssiges Metall eingeblasen, führt dies zu einer überraschenden Verbesserung der Leistungsfähigkeit des Raffiniervorganges. Es wird nicht nur möglich, das Metall bei einer hohen Durchsatzgeschwindigkeit zu entgasen; die mittels der Vorrichtung bewirkte heftige Rührwirkung stellt vielmehr in Verbindung mit der großen Gas/Metall-Kontaktfläche der gut verteilten Gasblasen auch eine wirksame Beseitigung von festen, teilchenförmigen Verunreinigungen sicher, die in der Schmelze suspendiert sind.If a refining gas is blown into molten metal with the aid of the injection device, this leads to a surprising improvement in the efficiency of the refining process. It just becomes possible to use the metal at degassing at a high throughput rate; the vigorous stirring effect caused by the device rather, in connection with the large gas / metal contact surface of the well-distributed gas bubbles, it also ensures effective removal of solid, particulate impurities that are suspended in the melt.

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 Preßluft- oder Elektromotors, über eine Welle 3 angetrieben wird. Die Welle 3, die während des normalen Betriebes mit der Schmelze nicht 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 Siliciumcarbid, d. h. Werkstoffen,The gas injection device shown in Figs. 1 and 2 has a rotor 1 which is equipped with vertical blades 2 and with the help of a motor, for example a compressed air or electric motor, not shown, is driven via a shaft 3. The shaft 3, which does not come into contact with the melt during normal operation, can be made of steel, while the The remaining parts of the arrangement are preferably constructed from a refractory material, for example from commercially available graphite or silicon carbide, d. H. Materials,

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die bei den vorkommenden Arbeitstemperaturen gegenüber dem Metall inert sind. Die Welle 3 ist gegen das schmelzflüssige Metall mittels einer Hülse 4 abgeschirmt, die an einem Stator 5 fest angebracht 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 Durchlas 1O für das einzublasende Gas.which are inert to the metal at the operating temperatures that occur. The shaft 3 is shielded from the molten metal by means of a sleeve 4 which is attached to a Stator 5 is firmly attached. The abutting inner surfaces 6 and 7 of the sleeve 4 or stator 5 and the adjoining outer surfaces 8 and 9 of the shaft 3 or rotor 1 form an annular axial passage 10 for the gas to be injected.

Mehrere lotrechte Kanäle 11 sind in den Stator 5 eingearbeitet. Der Stator 5 und der Rotor 1 bewirken im Betrieb eine obere und eine untere Strömung aus schme^lzflüssigem Metall im Bereich der Einblasvorrichtung, wie dies durch Pfeile und 13 angedeutet ist. Die obere Strömung 13 hat einen im wesentlichen nach unten gerichteten Hauptgeschwindigkeitsvektor, d. h. sie läuft koaxial zu der Drehachse des Rotors 1, wodurch das schmelzflussig· 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 senkrecht 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 kräftig radial nach außen und nach unten vom Rotor 1 weggetrieben wird. Die resultierende Strömungsverteilung führt zu einer gut verteilten und gleichförmigen Dis-Several vertical channels 11 are incorporated into the stator 5. The stator 5 and the rotor 1 cause a during operation upper and a lower stream of molten metal in the area of the injection device, as indicated by arrows and 13. The upper flow 13 has an im substantial main downward velocity vector, d. H. it runs coaxially to the axis of rotation of the rotor 1, whereby the molten metal flows through the channels 11 of the stator 5 is driven through. The lower, more localized flow indicated by the arrows 12 forms extends from below the rotor 1 and is directed essentially upwards and perpendicular to the axis of rotation of the rotor 1. The resulting Flow is indicated by arrows 14, which indicate that the molten metal by means of the rotating Wing 2 is strongly driven away radially outward and downward from the rotor 1. The resulting flow distribution leads to a well-distributed and uniform dis-

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persion des Gases und einer durchgreifenden Bewegung des schmelzflüssigen Metalls innerhalb des Behandlungsgefäßes.persion of the gas and a sweeping movement of the molten metal within the treatment vessel.

Ein durch einen Pfeil 15 angedeutetes Raffiniergas 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 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 gegenüber dem schmelzflüssigen Metall widerstandsfähigen Werkstoff gefertigt, um die Welle 3 gegen eine unerwünschte Beeinflussung durch das schmelzflüssige Metall 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 im Rotor 1 eingeschraubt und einzementiert wird.A refining gas indicated by an arrow 15 is indicated with Introduced into the annular passage 10 at a predetermined pressure and predetermined flow rate. The gas fills the Bell-shaped space 16, which forms a continuation of the passage 10 and surrounds the neck 17 of the rotor 1. There the gas is supplied at a pressure above that in the molten metal in the indicated by arrow 18 If the prevailing pressure is high, the gas space 16 prevents molten metal from passing through the gas passage flows back and comes into contact with the metallic shaft 3 of the gas injection device. The neck 17 includes the shaft 3 and is made of a material resistant to the molten metal, around the shaft 3 to protect against undesired influence by the molten metal. As can be seen from Fig. 2, transmit the torque from the shaft 3 to the rotor 1 via a carrier 21 provided with vanes, which on the Shaft 3 is screwed on. The driver 21 is inserted into a recess 23 of the rotor 1 during the assembly of the device, the shape of which corresponds to that of the driver 21. Then the recess 23 is sealed by the neck 17 is screwed into a thread 24 in the rotor 1 and cemented.

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Das Raffiniergas 15 braucht nicht notwendigerweise über den ringförmigen Durchlaß 1O eingeleitet zu werden. Entsprechend einer abgewandelten Ausführungsform kann eine Hohlwelle vorgesehen sein, wobei ein Durchlaß 19 in axialer Richtung durch die Welle 3 hindurchreicht, die ferner mit mehreren Bohrungen 20 versehen ist, die für eine Verbindung mit dem Durchlaß 1O und dem Gasraum 16 sorgen. Das durch die Pfeile 15 und 25 angedeutete Gas kann auf diese Weise über den Durchlaß 10 oder den Durchlaß 19 oder über beide diese Durchlässe zugeführt werden.The refining gas 15 need not necessarily be introduced via the annular passage 10. Corresponding In a modified embodiment, a hollow shaft can be provided, with a passage 19 in the axial direction extends through the shaft 3, which is further provided with a plurality of bores 20 for connection with the Passage 10 and the gas space 16 provide. The indicated by the arrows 15 and 25 gas can in this way on the Passage 10 or passage 19 or both of these passages are supplied.

Wesentlich ist, daß das durch die Pfeile 15 und 25 angedeutete, in die Einblasvorrichtung eintretende Gas während des Durchlaufens des Durchlasses 1O oder des Durchlasses 19 sowie des Gasraums 16 vorerhitzt 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 vorerhitzte Gas wird zwischen die Flügel des Rotors 1 getrieben, wo es durch Auftreffen auf die Flügel 2 und durch den an den Flügeln vorbeistreichenden Metallstrom in kleine diskrete Blasen zerteilt 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 dieIt is essential that the indicated by the arrows 15 and 25, entering the injection device during the Passing through the passage 1O or the passage 19 as well as the gas space 16 is preheated by being with the sleeve 4 and the shaft 3 comes into contact, which are essentially at the temperature of the melt. The preheated gas is forced between the blades of the rotor 1 where it becomes small discrete by hitting the wings 2 and by the stream of metal sweeping past the wings Bubbles is broken up. As a result of the forced circulation of the metal in the area of the injection device, the gas bubbles that are formed are quickly distributed in a direction that is in the substantially coincides with the main flow velocity vector indicated by the arrows 14. The initial path of the gas bubbles corresponds to the direction of the arrows 14 until the buoyancy predominates and causes the

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Gasblasen zur Oberflache der Schmelze hochsteigen.Gas bubbles rise to the surface of the melt.

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..On the beneficial effects of the forced circulation of the metal To include the injection device that an effective mechanism for the formation of small gas bubbles obtained it becomes that the bubbles are prevented from associating with each other because the small gas bubbles are essentially be distributed at the moment of their formation, that an effective circulation of the metal takes place and that the residence time of the gas bubbles in the melt is greater than the retention time that would be obtained if the gas bubbles were hit only the buoyancy would act ..

Das beschriebene Raffinierverfahren 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 anderen feuerfesten Werkstoffen versehen, die gegen schmelzflüssiges Metall und nichtmetallische Verunreinigungen inert sind, mit deren Auftreten gerechnet werden muß. Das Gefäß 31 ist mit einer Abdeckung 36 ausgestattet, die auf Flanschen 39 aufsitzt. Zwischen den FlanschenThe refining process described can be discontinuous or carried out continuously using the refiner illustrated in FIG. 3. the Refining device has a cast iron vessel 31, this by means of a conventional heating device, which can be accommodated within a room 32, at the working temperature is held and is protected against heat loss by means of a fireproof outer jacket 33. The inside the vessel 31 is provided with a lining 34 made of graphite or other refractory materials which against molten metal and non-metallic impurities are inert and can be expected to occur. The vessel 31 is equipped with a cover 36, which rests on flanges 39. Between the flanges

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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 Einrichtung keine Luft eindringen kann. Eine Gaseinblasvorrichtung 35 beispielsweise der in Fig. 1 veranschaulichten Art ist an der Abdeckung 36 angebracht und wird von dieser gehalten.39 and the cover 36, which are screwed on or onto others Can be attached manner, a gas-tight seal is provided, so that when the device is in operation none Air can penetrate. A gas injection device 35, for example of the type illustrated in FIG. 1, is at the Cover 36 attached and is held by this.

Durch einen Pfeil 37 angedeutetes Raffiniergas wird mittels der Gaseinblasvorrichtung 35 in das schmelzflüssige Metall 38 eingeblasen. Nach Durchlaufen des Schmelzgutes sammelt sich das Gas im Kopfraum 43 an und bildet dort über der Schmelze eine Inertgasschicht. Das Gas tritt dann im Gegenstrom zu dem ankommenden Metallstrom über den Metalleinlaß 4O aus. Die freie Querschnittsfläche des Gasdurchlasses und damit der in der Anordnung herrschende Druck werden mittels einer im Einlaß 4O angeordneten Klappe 49 geregelt. Das unter einem leichten Überdruck stehende inerte Gas im Kopfraum 43 verhindert, daß Luft in das Gefäß eindringt.Refining gas indicated by an arrow 37 is blown into the molten metal 38 by means of the gas injection device 35. After the melt material has passed through, the gas collects in the head space 43 and forms over there the melt has an inert gas layer. The gas then exits in countercurrent to the incoming metal stream via metal inlet 40. The free cross-sectional area of the gas passage and thus the pressure prevailing in the arrangement are regulated by means of a flap 49 arranged in the inlet 40. The inert gas in the Head space 43 prevents air from entering the vessel.

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. In der Schmelze gelöste Gase diffundieren in die Inertgasblasen und werden von diesen mitgenommen, wenn die Blasen durch die Schmelze hindurchThe metal 38 is introduced into the refiner through the metal inlet 40. Be inside the vessel uniformly distributed small bubbles of inert gas are blown into the metal 38. In addition, the molten metal is kept moving under the action of the rotating gas injector 35. Dissolved in the melt Gases diffuse into the inert gas bubbles and are carried away by them when the bubbles pass through the melt

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zur Oberfläche 42 des Schmelzbades hochsteigen. Die große Oberflache der fein dispergieren Gasblasen dient ferner als wirksames Transportmittel, das suspendierte, nichtmetallische Teilchen zu der auf der Oberfläche 42 des Schmelzbades befindlichen Schlackeschicht 48 befördert, von wo sie durch Abschlacken beseitigt werden können. Oie in dem schmelzflüssigen Metall ausgebildete Hauptströmungsverteilung ist durch Pfeile 50 schematisch angedeutet. Durch das Umwälzen des Metalls im Gefäß wird ständig frisches Metall mit den Gasblasen in Berührung gebracht, die aus dem Raum zwischen dem Rotor und dem Stator der Gaseinblasvorrichtung austreten.climb up to surface 42 of the weld pool. The size The surface of the finely dispersed gas bubbles is also used as an effective means of transporting the suspended, non-metallic particles to that on the surface 42 of the molten pool located slag layer 48 transported, from where they can be removed by deslagging. Oie in that The main flow distribution formed by molten metal is indicated schematically by arrows 50. By the By circulating the metal in the vessel, fresh metal is constantly brought into contact with the gas bubbles emerging from the room emerge between the rotor and the stator of the gas injection device.

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 über eine Abflußrinne 47, um von dort zu einer Gießstation zu gelangen. In dem Schacht 46 kann ein herkömmliches Filtermedium vorgesehen sein, beispielsweise Brocken aus Graphit oder feuerfestem Material.The refined molten metal exits the refining vessel via an outlet 44 formed in wall 45 below surface 42 of the molten pool. That Metal then passes through a shaft 46 and leaves the assembly via a drainage channel 47 to from there to one To reach the pouring station. A conventional filter medium can be provided in the shaft 46, for example Chunks of graphite or refractory material.

Das Abschlacken der Oberfläche 42 des Schmelzbades kann durch geeigneten Aufbau des Raffiniergefäßes oder dadurch erfolgen, daß der Zustrom von Metall zu dem Raffiniergefäß unterbrochen wird, während man weiterhin inertes Gas 37 über die Gaseinblasvorrichtung 35 zuführt, so daß dieThe deslagging of the surface 42 of the molten bath can be achieved by a suitable construction of the refining vessel or by this occur that the influx of metal to the refining vessel is interrupted while continuing to supply inert gas 37 via the gas injection device 35, so that the

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Schlackeschicht 48 in die Einlaßrinne 40 geschoben wird, von wo sie mit Hilfe mechanischer Mittel beseitigt werden kann. Statt dessen kann die Badoberfläche 42 auch mittels eines handbetätigten Werkzeugs abgeschlackt werden, das durch die Einlaßrinne 40 oder eine nicht veranschaulichte Öffnung der Abdeckung 36 hindurch in das Gefäß 31 eingeführt wird.Slag layer 48 is pushed into the inlet channel 40, from where it can be eliminated by mechanical means. Instead, the bath surface 42 can also by means of a hand-operated tool passed through the inlet chute 40 or one not illustrated Opening of the cover 36 is introduced through into the vessel 31.

Der Raffiniervorgang braucht nicht entsprechend Fig. 3 in einer einzigen Raffinierzone ausgeführt zu werden. Statt dessen kann das Gefäß mit mehreren Raffinierkammern oder -zonen ausgestattet sein, die das schme\zflüssige Metall der Reihe nach durchläuft. Die Figuren 4 und 5 zeigen eine derart abgewandelte Ausführungsform.The refining process does not need to be carried out in accordance with FIG. 3 in to be carried out in a single refining zone. Instead, the vessel can have multiple refining chambers or zones that contain the molten metal runs through in sequence. Figures 4 and 5 show such a modified embodiment.

Das in den Figuren 4 und 5 veranschaulichte Raffiniergefäß 55 besteht aus einem feuerfesten Werkstoff, der gegenüber dem schmelzflüssigen Metall inert ist. Das Gefäß ist mit Hilfe von gut isolierenden Werkstoffen gegen Wärmeverluste 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, die an dem Gefäß 55 gasdicht angebracht ist und nur eine Metalleinlaßrinne 57 freiläßt. Gaseinblasvorrichtungen 59 und 6O, die entsprechend Fig. 1 aufgebaut sind, und die zugehörigen Antriebe 61 und 62 werden von der Abdeckung 56 gehalten. Pfei-The refining vessel illustrated in FIGS. 4 and 5 55 is made of a refractory material that is inert to the molten metal. The vessel is with Protected against heat loss with the help of well-insulating materials. If necessary, the vessel can also with electrical heating elements not shown may be equipped to compensate for heat losses. The refining vessel 55 has a cover 56 that attaches to the vessel 55 is attached gas-tight and only a metal inlet channel 57 leaves free. Gas injection devices 59 and 6O, which are constructed in accordance with FIG. 1, and the associated drives 61 and 62 are held by the cover 56. Arrow

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le 75 deuten das inerte Gas an, das in die Gaseinblasvorrichtungen 59 und 6O über die betreffenden Einlaßöffnungen eintritt.le 75 indicate the inert gas entering the gas injection devices 59 and 6O via the respective inlet openings entry.

Das Raffiniergefäß 55 ist für den Einsatz bei kontinuierlichem Betrieb bestimmt, d. h. schmelzflüssiges Metall wird über die Einlaßrinne 57 ständig in das Gefäß 55 eingeleitet, das Metall wird unter ständiger Badbewegung und Einblasen von Gas über die Einblasvorrichtungen 59 und 60 raffiniert, und das raffinierte Metall wird über die Abflußrinne 58 aus dem Gefäß ständig abgezogen. Wie aus Fig. 5 hervorgeht, ist das Raffiniergefaß 55 mit zwei Raffinierzonen 63 und 64 versehen, die durch eine Zwischenwand 65 voneinander getrennt sind. Das Metall gelangt zunächst in die Raffinierzone 63, wo es in Bewegung versetzt und mit einem inerten Gas in Berührung gebracht wird, das über die Gaseinblasvorrichtung 59 eingeleitet wird. Das Metall verläßt die Raffinierzone 63 teilweise durch Überströmen der Oberkante der Zwischenwand 65 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 hinwegströmt und in ein Auslaßrohr 68 eintritt. Das Auslaßrohr 68 ist aus einem feuerfesten Werk-The refining vessel 55 is for use in continuous Operation determined, d. H. molten metal becomes continuously introduced into the vessel 55 via the inlet channel 57, the metal is constantly moving and blowing in the bath refined of gas via injectors 59 and 60, and the refined metal is refined via the gutter 58 continuously withdrawn from the vessel. As can be seen from Fig. 5, the refining vessel 55 is provided with two refining zones 63 and 64, which are separated from one another by an intermediate wall 65. The metal arrives first to the refining zone 63, where it is set in motion and contacted with an inert gas which is introduced via the gas injection device 59. The metal leaves the refining zone 63 partly by flowing over the upper edge of the intermediate wall 65 and partly through Passages 66 formed in the intermediate wall 65 therethrough. The metal is in the second refining zone 64 further refined, where it is similarly set in motion and contacted with inert gas, the is introduced by means of the gas injection device 60. The metal leaves the refining zone 64 by passing through the lower Partition 67 flows away and enters an outlet pipe 68. The outlet pipe 68 is made of a refractory material

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stoff, beispielsweise Graphit oder Siliciumcarbid, 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.material, for example graphite or silicon carbide, made and diverts the refined molten metal from the Refining zone 64 to an outlet chute 69 from where it leaves the refining vessel via the gutter 58.

Das in die Anordnung eingeleitete Raffiniergas durchströmt das schmelzflüssige Metall, sammelt sich im Kopfraum 74 über dem Schmelzbad an 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 Gasdurchlasses in der Einlaßrinne 57 verändert wird. Auf diese Weise kann zusätzlich zu der von der Abdeckung 56 gebildeten statischen Abdichtung für eine dynamische Gasabdichtung des Raffiniergefäßes gesorgt werden, indem das Raffiniergefäß 55 unter einem etwas über dem Atmosphärendruck liegenden Druck gehalten wird, um den Zutritt von Luft zum Raffiniergefäß zu verhindern.The refining gas introduced into the arrangement flows through the molten metal and collects in the head space 74 the molten bath and leaves the refining vessel 55 through the inlet channel 57 through above and in countercurrent the incoming molten metal. The one in the refining vessel 55 prevailing pressure can be adjusted by a seated in the inlet channel 57, hinged flap 73 by the free cross-sectional area of the gas passage in the inlet channel 57 is changed. In this way, in addition to the static seal formed by the cover 56 provided a dynamic gas seal for the refining vessel by keeping the refining vessel 55 at a pressure slightly above atmospheric pressure prevent air from entering the refining vessel.

Ein entscheidender Vorteil des beschriebenen Verfahrens besteht darin, daß leicht eine Einstellung derart erfolgen kann, daß die Raffiniergaserfordernisse für unterschiedliche Metalle erfüllt werden. Außerdem kann die Raffiniergeschwindigkeit einem weiten Bereich von Gießgeschwindigkei·- ten angepaßt werden. Der spezifische Raffiniergasbedarf, der im allgemeinen ausgedrückt wird als Gasvolumen bei Normal-A decisive advantage of the method described is that an adjustment can easily be made in this way can that the refining gas requirements for different metals are met. Also, the refining speed can can be adapted to a wide range of casting speeds. The specific refining gas requirement that is generally expressed as the gas volume at normal

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temperatur und Normaldruck je Gewichtseinheit des zu behandelnden Metalls, ist eine Funktion der Zusammensetzung der Legierung und des geforderten Reinheitsgrades des Fertigprodukts. Die MetalldurchfluSmenge durch die Raffiniereinrichtung kann von der Gießgeschwindigkeit bestimmt werden, d. h. durch die Art der verwendeten Gießmaschinen und die Anzahl der Blöcke, die gleichzeitig aus dem raffinierten Metall gegossen werden sollen. Die folgenden Beispiele zeigen einen einfachen Weg, um die Arbeitsbedingungen der Anordnung in Abhängigkeit von der jeweils zu raffinierenden Legierung und dem gewünschten Raffinationsgrad einzustellen.temperature and normal pressure per unit weight of the metal to be treated is a function of the composition of the alloy and the required degree of purity of the finished product. The metal flow rate through the refining device can be determined by the casting speed, ie by the type of casting machines used and the number of blocks that are to be cast from the refined metal at the same time. The following examples show a simple way of adjusting the working conditions of the arrangement depending on the particular alloy to be refined and the desired degree of refining.

Zunächst wird die Durchflußmenge des Raffiniergases je Gaseinblasvorrichtung aus der folgenden Formel berechnet:First, the flow rate of the refining gas per gas injection device is calculated from the following formula:

V-Wx C/N (1 )V-Wx C / N (1)

V ■ Durchflußmenge des Raffiniergases durch die Vorrichtung in Ndm /min; W = Metalldurchflußmenge oder RaffiniergeschwindigkeitV ■ flow rate of the refining gas through the device in Ndm / min; W = metal flow rate or refining rate in kg/min;in kg / min;

C = spezifischer Raffiniergasbedarf in Ndm /min; N - Anzahl der Gaseinblasvorrichtungen des Systems.C = specific refining gas requirement in Ndm / min; N - number of gas injectors in the system.

Der spezifische Raffiniergasbedarf C wird experimentell bestimmt oder zunächst auf Grund der Raffiniergasmengen geschätzt, die für das Raffinieren des betreffenden MetallsThe specific refining gas requirement C is determined experimentally or initially estimated on the basis of the refining gas quantities required for refining the metal in question

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.25- 2727H2.25-2727H2

herkömmlicherweise benutzt werden.conventionally used.

Nachdem die erforderliche Gasdurchflußmenge für die Einblasvorrichtung bestimmt ist, wird die Rotordrehzahl entsprechend der folgenden Formel eingestellt: After the required gas flow rate for the injection device has been determined, the rotor speed is set according to the following formula:

R = (762O + 673 V + 21O8 r2)/d (2)R = (762O + 673 V + 21O8 r 2 ) / d (2)

R = Drehzahl des Rotors in U/min;R = speed of the rotor in rpm;

V = Gasdurchflußmenge durch die Vorrichtung, berechnet entsprechend der Formel (1), in Ndm /min;V = gas flow rate through the device, calculated according to formula (1), in Ndm / min;

r = Verhältnis der kleinsten Quers'chnittsabmessung der Raffinierzone im Bereich des Rotors zum Rotordurchmesser (berechnet unter 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; r = ratio of the smallest cross-sectional dimension the refining zone in the area of the rotor to the rotor diameter (calculated using the same Units); for example, in the refining device of FIG. 5, the smallest cross-sectional dimension of the refining zone 63 is the smaller of the two dimensions indicated by arrows 70 and 71;

d = Rotordurchmesser in mm.d = rotor diameter 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 EinrichtungThis formula gives an approximation of the speed of rotation of the rotor that will ensure satisfactory dispersion of the refining gas and ensures good agitation of the metal bath under most working conditions. The formula shows that the rotor speed increases with increasing refining gas flow rates must be increased. The establishment

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kann 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. however, it can also work at considerably lower speeds than those resulting from this formula. The optimal speed depends primarily on the desired degree of refining.

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Claims (12)

AnsprücheExpectations 1. Verfahren zum Raffinieren von schmelzflüssigem Metall aus der Magnesium, Kupfer, Zink, Zinn und Blei umfassenden Gruppe von Metallen, dadurch gekennzeichnet, daß das schmelzflüssige Metall in eine Raffinierzone eingebracht und über der Oberfläche des Schmelzbades eine Schutzgasatmosphäre mit einem höheren als dem Atmosphärendruck aufrechterhalten wird, wodurch ein Kontakt der Schmelze mit Luft oder atmosphärischer Feuchtigkeit verhindert wird; daß eine in das Schmelzbad eintauchende Gaseinblasvorrichtung vorgesehen wird, die eine Welle, an deren unterem Ende ein mit Flügeln versehener Rotor fest angebracht ist, eine die Welle umfassende stationäre Hülse und einen sich über die Länge der Gaseinblasvorrichtung erstreckenden Durchlaß aufweist, über den Raffiniergas geschickt und in das schmelzflüssige Metall ausgetragen wird; daß Raffiniergas unter einem für ein Einblasen in die Schmelze ausreichenden Druck in das obere Ende des Durchlasses eingeleitet wird und vor dem Unterteilen in Gasblasen durch Kontakt mit den heißen Wänden des Durchlasses vorerhitzt und so weit expandiert wird, daß ein thermisches Wachsen der Blasen in der Schmelze im wesentlichen verhindert wird; daß das vorerhitzte Raffiniergas auf die Flügel des Rotors der Gaseinblasvorrichtung ge-1. Process for refining molten metal from the group of metals comprising magnesium, copper, zinc, tin and lead, characterized in that the molten metal introduced into a refining zone and a protective gas atmosphere with a pressure higher than atmospheric pressure above the surface of the molten bath is maintained, thereby preventing the melt from coming into contact with air or atmospheric moisture will; that a submerged in the molten bath gas injection device is provided, which has a shaft at the lower At the end, a rotor provided with blades is fixedly attached, a stationary sleeve encompassing the shaft and a passage extending the length of the gas sparger over the refining gas sent and discharged into the molten metal; that refining gas under one for blowing in Sufficient pressure is introduced into the top of the passage and prior to dividing into the melt Gas bubbles are preheated by contact with the hot walls of the passage and expanded so far that a thermal growth of the bubbles in the melt is substantially prevented; that the preheated refining gas on the blades of the rotor of the gas injection device 709851/1206
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2727U22727U2 richtet und in diskrete Gasblasen unterteilt wird, indem der Flügelrotor mit ausreichender Drehzahl angetrieben wird, um in dem schmelzflüssigen Metall einen solchen Strömungsverlauf auszubilden, daß die Gasblasen im wesentlichen radial nach außen und mit einer bezüglich ihrer Eintrittsstellen in die Schmelze nach unten gerichteten Komponente in die Schmelze transportiert und unter Beseitigung von gelösten Gasen und im wesentlichen allen nichtmetallischen Verunreinigungen aus der Schmelze mit im wesentlichen der Gesamtmenge des in der Raffinierzone befindlichen schmelzflüssigen Metalls in innigen Kontakt gebracht werden; daß das verbraucht· Raffiniergas und die von dem Metall freigesetzten gelösten Gase abgezogen werden, während andere nichtmetallische Verunreinigungen in einer Schlackeschicht auf der Oberfläche des schmelzflüssigen Metalls gesammelt werden, und daß das raffinierte schmelzflüssige Metall aus der Raffinierzone abgeführt wird.aligns and is divided into discrete gas bubbles by the vane rotor is driven at sufficient speed to produce such a in the molten metal Form flow path that the gas bubbles are substantially radially outward and with respect to their entry points into the melt downward component transported into the melt and under Removal of dissolved gases and essentially all non-metallic contaminants from the melt with essentially the total amount of molten metal in the refining zone Be brought into contact; that consumes refining gas and the dissolved gases released from the metal while other non-metallic impurities are drawn off in a layer of slag on the surface of the molten metal are collected and that the refined molten metal is collected from the refining zone is discharged.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Raffiniergas Argon verwendet wird.2. The method according to claim 1, characterized in that argon is used as the refining gas. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Raffiniergas Stickstoff verwendet wird.3. The method according to claim 1, characterized in that nitrogen is used as the refining gas. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Raffiniergas ein Gemisch aus Argon und Stickstoff4. The method according to claim 1, characterized in that a mixture of argon and nitrogen is used as the refining gas 709851/1206709851/1206 -r- 2727U2-r- 2727U2 verwendet wird.is used. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlaß von der AuSenflache der Welle und der Innenflache der stationären Hülse gebildet wird.5. The method according to claim 1, characterized in that the passage from the outer surface of the shaft and the inner surface the stationary sleeve is formed. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlaß in Axialrichtung durch die Welle hindurchverläuft .6. The method according to claim 1, characterized in that the passage extends in the axial direction through the shaft . 7. Verfahren zum Raffinieren von schmelzflüssigem Metall aus der Magnesium, Kupfer, Zink, Zinp und Blei umfassenden Gruppe von Metallen, dadurch gekennzeichnet, daß das schmelzflüssige Metall in ein mindestens eine Raffinierzone aufweisendes Raffiniergefäß eingebracht und über der Oberfläche des Schmelzbades eine Schutzgasatmosphäre mit einem höheren als dem Atmosphärendruck aufrechterhalten wird, wodurch ein Kontakt der Schmelze mit Luft oder atmosphärischer Feuchtigkeit verhindert wird; daß in dem RaffiniergefäS mindestens eine in das Schmelzbad eintauchende Gaseinblasvorrichtung vorgesehen wird, die eine Welle, an deren unterem Ende ein mit Flügeln versehener Rotor fest angebracht ist, eine die Welle umfassende stationäre Hülse und einen sich über die Länge der Gaseinblasvorrichtung erstreckenden Durchlaß aufweist, über den Raffiniergas geschickt und in das schmelz-7. A method for refining molten metal from the group of metals comprising magnesium, copper, zinc, zinc and lead, characterized in that the molten metal is introduced into a refining vessel having at least one refining zone and a protective gas atmosphere with a higher level above the surface of the molten bath maintained than atmospheric pressure, thereby preventing the melt from contacting air or atmospheric moisture; that in the refining vessel at least one gas injection device is provided which is immersed in the molten bath and which has a shaft at the lower end of which a rotor provided with blades is fixedly attached, a stationary sleeve encompassing the shaft and a passage extending over the length of the gas injection device sent the refining gas and into the melting 709851/1206709851/1206 U-U- flüssige Metall ausgetragen wird; daß Raffiniergas unter einem für ein Einblasen in die Schmelze ausreichenden Druck in das obere Ende des Durchlasses in einer Durchflußmenge vonliquid metal is discharged; that refining gas under a pressure sufficient to be blown into the melt in the upper end of the passage in a Flow rate of V=W C/NV = W C / N eingeleitet wird, wobei
V = Gasdurchflußmenge durch jede Einblasvorrichtung in Ndm /min;
is initiated, where
V = gas flow rate through each injection device in Ndm / min;
W = Zuflußmenge an schmelzflüssigem Metall in das Raffiniergefäß in kg/min;W = molten metal inflow into the refining vessel in kg / min; C = spezifischer Raffiniergasbedarf in Ndm /kg Metall; N = Anzahl der Gaseinblasvorrichtungen in dem Raffiniergefäß; C = specific refining gas requirement in Ndm / kg metal; N = number of gas injectors in the refining vessel; daß das Raffiniergas in diskrete Gasblasen unterteilt wird, indem der Flügelrotor mit ausreichender Drehzahl angetrieben wird, um in dem schmelzflüssigen Metall einen solchen Strömungsverlauf auszubilden, daß die Gasblasen im wesentlichen radial nach außen und mit einer bezüglich ihrer Eintrittsstellen in die Schmelze nach unten gerichteten Komponente unter Beseitigung von gelösten Gasen und im wesentlichen allen nichtmetallischen Verunreinigungen aus der Schmelze in letztere hineintransportiert werden; daß das verbrauchte Raffiniergas und die von dem Metall freigesetzten gelösten Gase abgezogen werden, während andere nichtmetallische Verunreinigungen in einer Schlackeschicht auf der Oberfläche des schmelzflüssigen Metalls gesammelt werden, und daßthat the refining gas is divided into discrete gas bubbles by rotating the vane rotor at sufficient speed is driven to form such a flow path in the molten metal that the gas bubbles essentially radially outwards and with a component directed downwards with respect to their entry points into the melt, with the elimination of dissolved components Gases and essentially all non-metallic impurities from the melt are transported into the latter will; that the spent refining gas and the dissolved gases released from the metal are withdrawn while other non-metallic impurities are in a layer of slag on the surface of the molten metal are collected, and that 709851/1206709851/1206 .ßr- 2727U2 S .ßr- 2727U2 S das raffinierte schmelzflüssige Metall aus dem Raffiniergefäß abgeführt wird.the refined molten metal is discharged from the refining vessel.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaseinblasvorrichtung mit einer Drehzahl angetrieben wird, die sich näherungsweise aus der folgenden Formel ergibt:8. The method according to claim 7, characterized in that the gas injection device is driven at a speed which results approximately from the following formula: R = (7620 + 673 V + 2108 r2)/dR = (7620 + 673 V + 2108 r 2 ) / d wobeiwhereby R = Drehzahl des Rotors in U/min;R = speed of the rotor in rpm; V = Gasdurchflußmenge in der Einblasvorrichtung in Ndm /min;V = gas flow rate in the injection device in Ndm / min; r = Verhältnis der kleinsten Querschnittsabmessung derr = ratio of the smallest cross-sectional dimension of the Raffinierzone zum Durchmesser des Rotors (dimensionslos) undRefining zone to the diameter of the rotor (dimensionless) and d = Rotordurchmesser in mm.d = rotor diameter in mm. 9. Verfahren nach Anspruch 7', dadurch gekennzeichnet, daß als Raffiniergas Argon verwendet wird.9. The method according to claim 7 ', characterized in that argon is used as the refining gas. 10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Raffiniergas Stickstoff verwendet wird.10. The method according to claim 7, characterized in that nitrogen is used as the refining gas. 11. Verfahren zum Raffinieren von schmelzflussigem Metall aus der Magnesium, Kupfer, Zink, Zinn und Blei umfassenden Gruppe von Metallen, dadurch gekennzeichnet, daß das schmelzflüssige Metall in eine Raffinierzone einge-11. Process for Refining Molten Metal from the group of metals comprising magnesium, copper, zinc, tin and lead, characterized in that the molten metal is fed into a refining zone 709851/1206709851/1206 2727U22727U2 bracht und über der Oberfläche des Schmelzbades eine Schutzgasatmosphäre mit einem höheren als dem Atmosphärendruck aufrechterhalten wird, wodurch ein Kontakt der Schmelze mit Luft oder atmosphärischer Feuchtigkeit verhindert wird; daß in die Schmelze unterhalb deren Oberfläche ein Raffiniergas eingeleitet wird, das vor dem Unterteilen in Gasblasen vorerhitzt und so weit expandiert wird, daß ein thermisches Wachsen der Blasen in der Schmelze im wesentlichen verhindert wird; daß das Raffiniergas in diskrete Gasblasen unterteilt wird und in dem schmelzflüssigen Metall ein solcher Strömungsverlauf ausgebildet wird, daß die Raffiniergasblasen im wesentlichen radial nach außen und mit einer bezüglich ihrer Eintrittsstellen in die Schmelze nach unten gerichteten Komponente in die Schmelze transportiert und unter Beseitigung von gelösten Gasen und im wesentlichen allen nichtmetallischen Verunreinigungen aus der Schmelze mit im wesentlichen der Gesamtmenge des in der Raffinierzone befindlichen schmelzflüssigen Metalls in innigen Kontakt gebracht werden; daß das verbrauchte Raffiniergas, das die von dem Metall freigesetzten gelösten Gase enthält, abgezogen wird, während andere nichtmetallische Verunreinigungen in einer Schlackeschicht auf der Oberfläche des schmelzflüssigen Metalls gesammelt werden, und daß das raffinierte schmelzflüssige Metall aus der Raffinierzone abgeführt wird.and above the surface of the weld pool a Protective gas atmosphere with a higher than atmospheric pressure is maintained, whereby a contact of the Melting with air or atmospheric moisture is prevented; that a refining gas is introduced into the melt below its surface, which before the Subdividing into gas bubbles is preheated and expanded so far that a thermal growth of the bubbles in the melt is essentially prevented; that this Refining gas is divided into discrete gas bubbles and in the molten metal such a flow course is formed that the refining gas bubbles are transported essentially radially outward and with a component directed downward with respect to their entry points into the melt into the melt and below Elimination of dissolved gases and essentially all non-metallic impurities from the melt with essentially the total amount of the in the refining zone located molten metal are brought into intimate contact; that the used refining gas that contains the dissolved gases released by the metal, is withdrawn while other non-metallic impurities in a layer of slag on the surface of the molten metal are collected and that the refined molten metal is discharged from the refining zone. 709851/1206709851/1206 -I- 2727U2 -I- 2727U2 12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Raffiniergas Argon, Stickstoff oder Gemische dieser beiden Gase verwendet werden.12. The method according to claim 11, characterized in that argon, nitrogen or mixtures of these are used as the refining gas both gases can be used. 709851/1206709851/1206
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