DE2903316A1

DE2903316A1 - Gas:dynamical mixing of molten metal - by cyclic extn. of metal portion and reinjection at deeper level

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Publication number: DE2903316A1
Application number: DE19792903316
Authority: DE
Inventors: Boris Sergeevitsch Dolschenkov
Original assignee: DOLSCHENKOV
Current assignee: DOLSCHENKOV
Priority date: 1979-01-29
Filing date: 1979-01-29
Publication date: 1980-07-31

Abstract

Molten metals in the hearth of a melting furnace are mixed on gas dynamical principles by extracting a portion of the molten metal near the surface by a gas dynamical pump and by re-injecting it by compressed gas at a deeper level, pref. combined with a swivelling of the lance through a certain angle. This greatly improves the mixing efficiency and reduces the duration of a melting cycle by 20-25%.

Description

B e s c h r e i b u n g Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Hüttenwesen, insbesondere auf Verfahren und Einrichtungen zur Vermischung von flüssigen etalien nährend des Schmelze unmittelbar im Bad von Schmelzöfen, was es ermöglicht, in den meisten Fällen den Schmelzvorgang zu beschleunigen, eine homogene chemische Zusammensetzung der Schmelze und ein gleichmäßige Temperaturfeld des Metallbades @ zu erhalten. The present invention relates to metallurgy, in particular on processes and equipment for mixing liquid etalien during the Melt directly in the bath of melting furnaces, which makes it possible in most cases to accelerate the melting process, a homogeneous chemical composition of the Melt and a uniform temperature field of the metal bath @ to get.

Ggenwärtig sind verschiedene Verfahren zur Vermischung von flüssigen Metallen unmittelbar im Schmelzofenbad bekannt: mechanische, elektromagnetische, gasdynamische Verfahren u.a. Die vorliegende Erfindung betrifft das aussichtsreichte und in der Realisierung einfachste Verfahren zur gasdynamischen Vermischung von flüssigen Metallen, im besonderen von solchen aggreaiven Metallen wie Aluminium- und ähnliche Legierungen. There are currently various methods of mixing liquids Metals known directly in the furnace bath: mechanical, electromagnetic, Gas Dynamic Methods, et al. The present invention relates to the promising and in the implementation of the simplest method for gas-dynamic mixing of liquid metals, in particular of such aggregate metals like aluminum and similar alloys.

Bekannt ist ein Verfahren und eine Anlage zur Vermischung von geschmolzenem Metall (US-PS 4 008 884). A method and a system for mixing molten material are known Metal (U.S. Patent 4,008,884).

Gemäß derUS-PS 4 008 884 enthält die Anlage für geschmolzenes Metall eine Einrichtung zum Vermischen des geschmolzenen Metalls, ausgeführt in Gestalt eines rohrförmigen Behälters, der am unteren Ende eine in die Schmelze eingetauchte Düse besitzt, während an dem oberen Ende des rohrförmigen Behälters eine Vorrichtung (ejektor) zur abwechselnden Entnahme (Ansaugung) des Metalls in den erwähnten Behälter bis zu einem bestimmten Niveau oberhalb des Schmelzbades und zum Ausdrücken des Metalls aus dem Behälter in das Bad durch die Düse unter der Wirkung des gasförmigen Mediums angeordnet ist. Das gasförmige Medium (Luft) gelangt aus einem Speicher über zum Ein- bzw. Austrag dienende Solenoidventile in den ESektor. According to U.S. Patent No. 4,008,884, the plant contains molten metal means for mixing the molten metal embodied in shape a tubular container, the lower end of which is immersed in the melt Nozzle has a device while at the upper end of the tubular container (ejector) for alternating removal (suction) of the metal into the container mentioned up to a certain level above the weld pool and to express the Metal from the container into the bath through the nozzle under the action of the gaseous Medium is arranged. The gaseous medium (air) comes from a storage tank Via solenoid valves used for entry and discharge into the E sector.

Die Aufeinanderfolge der Ein- und Austragoperationen wird von einem Vakuumrelais und einem elektrisch wirkenden chronometrischen Zeitrelais überwacht. Zur Kontrolle der zulässigen Steighöhe des Metalls ist in den Innenraum des rohrförmigen Behälters ein elektrischer Höhenstandsgeber eingeführt, der mit einem Abschaltrelais verbunden ist. The sequence of the entry and exit operations is controlled by a Vacuum relay and an electrically operated chronometric time relay. To control the permissible height of rise of the metal is in the interior of the tubular Container introduced an electrical level sensor with a cut-off relay connected is.

Das oben angeführte bekannte Verfahren und die Einrichtung zum gasdynamischen Vermischen von flüssigen Metallen besitzen folgende Nachteile, die in gewissem Grade deren breite Anwendung einschränken. The above-mentioned known method and device for gas dynamic Mixing of liquid metals has the following disadvantages, to some extent limit their broad application.

Die unbewagliche Lage des Rohrs der Pumpe im Ofenbad gestattet es nur, ein intensives Vermischen in einer recht begrenzten Zone durchzuführen, was die Installation einer beträchtlichen Anzahl ähnlicher Pumpen erforderlich macht, insbesondere in großtonnangigen Schmelzöfen. Beim Schmelzen von Metall in runden oder quadratischen Öfen, selbst mit einem relativ kleinen Fassungsvermögen wird es erforderlich sein, mindestens zwei Pumpen zu installieren, um ein schnelles Schmelzen und Auflösen von Legierungszusätzen zu erzielen. Die Montage einer erheblichen Anzahl von Pumpen an einem Schmelzofen ist nicht immer möglich, und außerdem führt das zu einem erhöhten Preßgasverbrauch0 Die Entnahme und das: Auslassen des Metalls in einer bestimmten ständigen Höhe über der Herdfläche des Ofens erlaubt es nicht, weite Möglichkeiten dieses aussichtsreichen Verfahrens unter dem Gesichtspunkt der Schaffung optimaler Bedingungen für den Wärme- und Stoffaustausch voll zu nutzen. Besonders schwerwiegend zeigt sich dieser Nachteil beim Schmelzen eines festen Einsatzgutes, wenn die Temperatur der Metallschmelze noch verhältnismäßig niedrig ist . Die Umspülung der festen Stücke'des Einsatzgutes durch einen Metallstrahl mit einer solchen, relativ niedrigen Temperatur führt naturgemäß zu keinen optimalen Resultaten hinsichtlich der Schmelzgeschwindigkeit und lWårmequtzung im Ofen. The unmovable position of the pipe of the pump in the furnace bath allows it only to do an intensive mixing in a fairly limited zone, what requires the installation of a considerable number of similar pumps, especially in large-ton smelting furnaces. When melting metal in rounds or square ovens, even with a relatively small capacity it may be necessary to install at least two pumps for rapid melting and dissolving alloy additives. The assembly of a significant number of pumping on a melting furnace is not always possible, and besides, that leads to an increased consumption of compressed gas. The removal and the discharge of the metal at a certain constant height above the stove top of the oven does not allow wide possibilities of this promising procedure from the point of view of Creating optimal conditions for the exchange of heat and substances to be used to the full. This disadvantage is particularly severe when melting a solid charge, when the temperature of the molten metal is still relatively low. The wash around of the solid pieces of the input material through a metal beam with such a, relative low temperature naturally does not lead to optimal results with regard to the melting rate and heat utilization in the furnace.

Bei Schmelzöfen mit einer beträchtlichen Badtiefe von 300 mm und mehr zeitigt dieses Verfahren gleichfalls keine guten Ergebnisse. In diesem Fall ist es relativ kompliziert, die optimale Anordnung der Pumpen über die Bauhöhe während des Schmelzvorgangß zu finden, wenn sich der Metalispiegel in weiten Grenzen verändert. For melting furnaces with a considerable bath depth of 300 mm and moreover, this method likewise does not produce good results. In this case it is relatively complicated to find the optimal arrangement of the pumps over the construction height during to find the melting process when the metal level changes within wide limits.

Des weiteren wird die Energie des PreBgasimpulses nicht voll genug ausgenutzt, da das Preßgas auf die sich nach oben bewegende oder bestenfalls auf die unbewegliche Portion des flüssigen Metalls im Rohr der Pumpe einzuwirken beginnt. Dadurch ist es unmöglich, maximale Ausflußgeschwindigkeiten des Metallstrahls aus dem Rohr der Pumpe bei einem vorgegebenen Preßgasdruck zu erreichen. Die Steigerung des Preßgasdrucks führt zu einer gewissen Erhöhung des energetischen Aufwandes und zur Schaffung der Möglichkeiten für den Anstieg der Gassättigung des Metalls. Furthermore, the energy of the PreBgasimpuls is not full enough exploited, since the compressed gas on the moving upwards or at best on the immobile portion of the liquid metal in the pipe of the pump begins to act. This makes it impossible to achieve maximum outflow velocities for the metal jet to reach the pipe of the pump at a given compressed gas pressure. The increase the compressed gas pressure leads to a certain increase in the energy expenditure and to create opportunities for the metal to increase its gas saturation.

Das Arbeiten mit einer vorgegebenen Vakuumhöhe' die für eine Jede konkrete Pumpe von einem Vakuumrelais überwacht wird, gestattet es nicht, die Geschwindigkeit einigermaßen merklich zu erhöhen und folglich die Zeit für die Entnahme einer Metailportion in das Rohr der Pumpe zu verkürzen. Außerdem vergrößert die Erzeugung des Vakuums von einem Ejektor, der an der Pumpe montiert ist und erst nach beendeter ZufUhrung des Preßgasimpulses über das entsprechende Solenoid eingeschaltet wird, stark die für die Entnahme des Metalls ins Rohr erforderliche Zeit. Auch hier sind keine Reserven zur Erhöhung der Geschwindigkeit der Metallentnahme ins Rohr der Pumpe abzusehen. Diese beiden Umstände setzen in gewissem Grad den Arbeitswirkungsgrad der Pumpe insbesondere im Stadium des Herunterschmelzens des festen Einsatzgutes herab, wenn eine erhöhte Häufigkeit der Zyklen der Entnahme und des Auslassens der Metallportionen ins Bad erforderlich ist. Working with a given vacuum level 'the one for each concrete pump is monitored by a vacuum relay, it does not allow the speed to a certain extent noticeably and consequently the time for removing a portion of the metal shorten in the pipe of the pump. It also increases the creation of the vacuum from an ejector that is mounted on the pump and only after the feed has ended of the compressed gas pulse is switched on via the corresponding solenoid, the strong time required to remove the metal into the pipe. There are no reserves here either to increase the speed of metal extraction into the pipe of the pump. These two circumstances set the work efficiency to some extent the Pump down, especially when the solid charge is melting down, if there is an increased frequency of the cycles of removal and discharge of the metal portions is required in the bathroom.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines solchen Verfahrens und einer solchen Einrichtung zur gasdynamischen Vermischung von flüssigen Metallen beim Schmelzen, die es ermöglichen würden, die Wirksamkeit des Vermischens im ganzen Badvolumen zu erhöhen und die Schmelzdauer zu reduzieren0 Der vorliegenden Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, den Charakter der Entnahme und des Auswurfs bzw. The aim of the present invention is to provide such Process and such a device for gas-dynamic mixing of liquids Metals when melted, which would allow the effectiveness of the mixing in the entire bath volume and to reduce the melting time0 of the present Invention is based on the technical problem, the character of the removal and of the ejection or

Auslassens der Portionen des geschmolzenen Metalls so zu verändern, daß eine beständige Schmelzstabilität in verschiedenen Stadien des Prozesses gewährleistet und die Wirksamkeit der Vermischung des Metalls im gesamten Badvolumen erhöht werden.To change the discharge of the portions of the molten metal so that that ensures consistent melt stability in various stages of the process and the effectiveness of the mixing of the metal in the entire bath volume can be increased.

Zur Lösung der genannten technischen Aufgabe ist gemäß der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur gasdynamischen Vermischung von flüssigen Metallen beim Schmelzen vorgeschlagen, das wechselweises Entnehmen bestimmter Metallportionen nach oben in einen begrenzten Raum über dem Schmelzbad und Ausdrücken der entnommenen Metallportion zurück ins Bad unter der Wirkung eines Preßgasimpulses einschließt, bei dem erfindungsgemäß die genannte Metallportion aus den oberen Schichten der Schmelze im Bad unmittelbar unter dem Metallspiegel entnommen und das Auspressen der aus der oberen Schicht entnommenen Portion in die unteren Schichten der Schmelze, die am Badboden anliegen, vorgenommen wird, wobei der genannte Wechsel der Entnahme und des Auswerfens des Metalls mit der fortschreitenden Vergrößarung des Höhenstandes der Schmelze im Bad so durchgeführt wird, daß die Portionen jedes Mal unter dem Metallspiegel entnommen und in den Bodenteil des Bades ausgepreßt werden. To solve the technical problem mentioned is according to the present Invention a method for gas-dynamic mixing of liquid metals during Melting suggested alternating removal of certain metal portions go up into a confined space above the weld pool and squeeze out the removed Includes metal portion back into the bath under the effect of a compressed gas pulse, in which, according to the invention, said metal portion from the upper layers of the Melt taken in the bath immediately under the metal mirror and the squeezing out the portion taken from the upper layer into the lower layers of the Melt, which rest on the bath floor, is carried out, said change of removal and ejecting the metal with the progressive increase in height the melt in the bath is carried out so that the portions each time under the Metal mirror can be removed and pressed into the bottom part of the bath.

Diese Lösung gestattet es, die Wirksamkeit des Vermischens im gesamten Badvolumen zu erhöhen und die Schmelzdauer dadurch zu verkürzen, daß Bedingungen für einen intensiven Wärme- und Stoffaustausch infolge der Entnahme von eine höhere Temperatur aufweisenden Metallportionen unter dem Metallspiegel hervor und der Zuführung dieser überhitzten Portionen zu den unteren kälteren Metallschichten geschaffen sind, die sich näher zum Boden befinden. Besonders eSSektiv ist eine solche Einwirkung in der Anfangsperiode des Schmelzvorgangs, wenn das flüssige überhitzte Metall die festen Stücke des Einsatzgutes im Bad umfließt und deren schnelleres Schmelzen begünstigt. This solution allows the mixing efficiency throughout Increase bath volume and shorten the melting time by that conditions for an intensive heat and material exchange as a result of the removal of a higher one Temperature exhibiting metal portions from under the metal mirror and the feed these overheated portions are created to the lower colder metal layers that are closer to the ground. Such an effect is particularly effective in the initial period of the melting process when the liquid superheated metal dies flows around solid pieces of the input material in the bath and promotes their faster melting.

Nicht weniger wichtig ist es, daß das Auspressen einer jeden Metallportion unter fächerförmigem Auseinanderwerfen des Metalls innerhalb eines Winkels erfolgt, der den Winkel des freien Zerfließens des getauchten Metallstrahls übersteigt und den Badabmessungen zum Vermischen des Metalls auf der gesamten Bodenfläche entspricht. It is no less important that every portion of metal is squeezed out takes place by throwing the metal apart in a fan shape within an angle, which exceeds the free flow angle of the submerged metal jet and corresponds to the bath dimensions for mixing the metal on the entire floor area.

Eine solche technische Lösung erlaubt es, die Wirksamkeit des Vermischens im gesamten Badvolumen dadurch zu erhöhen, daß bei jedem Ausdrücken der Metallportion die letztere eine bedeutend größere Zone im Schmelzbad mit der Mischwirkung erfaßt. Außerdem verwirbelt das fächerförmige Auseinanderwerfen des Metalls während des Vermischens in dieser beträchtlichen Zone des Schmelzbades, die praktisch die. gesamte Fläche des Badbodens erfassen kann. Such a technical solution allows the effectiveness of the mixing to increase in the entire bath volume in that each time the metal portion is squeezed out the latter covers a significantly larger zone in the molten bath with the mixing effect. In addition, the fan-shaped swirls Throwing apart the metal during the mixing in this sizeable zone of the weld pool, which is practical the. can cover the entire area of the bath floor.

Es ist zweckmäßig, den Strahl des ausgeworfenen Metalls fächerförmig abzulenken mit je nach Schmelzen des Metalls aufeinanderfolgend zunehmenden Winkeln im Intervall von 1 bis 12 Winkel des freien Zerfließens des Strahls je einen Impuls. It is useful to fan the jet of ejected metal deflect with successively increasing angles depending on the melting of the metal one pulse each in the interval from 1 to 12 angles of the free flow of the jet.

Diese technische Lösung gestattet es, die technologischen Möglichkeiten beim Schmelzen zu erweitern und die Wirtschaftlichkeit des Vermischens dadurch zu erhöhen, daß in der Anfangsperiode des Schmelzens von festem Einsatzgut der Strahl des ausgeworfenen Metalls innerhalb eines Winkels, der dieses Stück des Einsatzgutes umfaßt, d.h. in einem begrenzten Sektor fächerförmig abgelenkt wird, wobei es sich empfiehlt, nachdem das Einsatzgut aufgeschmolzen ist und das Temperaturfeld des Schmelzbades stabilisiert werden muß, diesen Sektor der Strahlablenkung unter Erfassung der gesamten Fläche des Badbodens zu vergrößern. Hierbei wird der unproduktive Energieaufwand stark verringert, da bei der Steuerung des Vermischungsvorgangs unter Veränderung des Winkels des fächerförmigen Auseinanderwerfens der Metallportionen im Bad in jedem Fall optimale Bedingungen für die Intensivierung des Wårme-und Stoffaustausches im Schmelzbad geschaffen werden könnens Es ist zweckmäßig, mit dem fortschreitenden Vermischen des Metalls die Häufigkeit der Entnahme-Auswerf-Zyklen von Metallportionen in einem Intervall von 30 bis 2 Zyklen in der Minute fortlaufend zu verringern. This technical solution allows the technological possibilities to expand during melting and thereby the profitability of mixing increase that in the initial period of melting of solid feed the jet of the ejected metal within an angle that corresponds to that piece of the load includes, i.e. is deflected in a fan-shaped manner in a limited sector, whereby it recommends after the material has melted and the temperature field of the Melt bath must be stabilized, this sector of the beam deflection under detection to enlarge the total area of the bath floor. This is where the unproductive expenditure of energy greatly reduced, since in the control of the mixing process under change the angle of the fan-shaped throwing apart of the metal portions in the bathroom in each case optimal conditions for the intensification of the exchange of heat and substances It is expedient with the progressing Mixing the metal, the frequency of the removal-ejection cycles of metal portions at an interval of 30 to 2 cycles per minute.

Eine solche technische Lösung erlaubt es, die Qualität des Metalls dadurch zu verbessern, daß eine Verunreinigung des Metalls mit Oxiden und Schlackeneinschlüssen in der Periode des Zusatzes von Legierungskomponenten und der Aufrechterhaltung eines gleichmäßigen Temperaturfeldes des Schmelzbades ausgeschlossen wird. Wenn im Bad noch verhältnismäßig wenig flüssiges Metall vorhanden ist und seine Temperatur recht niedrig ist, soll die Häufigkeit der Zyklen bedeutend hoher sein, um ein Erstarren des Metalls im Hohlraum der Pumpe zu verhindern.. Zu gleicher Zeit ist der Weg des flüssigen Metalls recht kurz und wird durch Stücke des nichtgeschmolzenen Einsatzgutes begrenzt, was ebenfalls eine größere Zyklenhäufigkeit notwendig macht, die der oberen Grenze der Häufigkeit -- 30 Zyklen in der Minute - nahekommt. Ist es aber erforderlich, das Temperaturfeld des Metallbades vor und während des Umgießens des Metalls aus dem Ofen in einen Wischer oder ein anderes Gefäß aufrechtzuerhalten, soll die Zyklenhäufigkeit minimal sein, um die Verwirbelung und erhöhte Verschlakkung des Metalls auszuschließen. in diesem Fall wird der Preßgasverbrauch für die Vermischung reduziert. Such a technical solution allows the quality of the metal thereby improving that an impurity of the metal with Oxides and slag inclusions in the period of addition of alloy components and the maintenance of a uniform temperature field of the weld pool is excluded. If there is still relatively little liquid metal in the bathroom and its temperature is quite low, the frequency of the cycles is said to be significant be higher to prevent solidification of the metal in the cavity of the pump .. To At the same time, the path of the liquid metal is quite short and is made by pieces of the non-melted charge, which also increases the frequency of cycles makes necessary the upper limit of the frequency - 30 cycles per minute - comes close. But if it is necessary, the temperature field of the metal bath before and while pouring the metal from the furnace into a wiper or other To maintain the vessel, the cycle frequency should be minimal in order to maintain turbulence and to exclude increased entanglement of the metal. in this case, the compressed gas consumption reduced for mixing.

Zweckmäßigerweise wird zur Ausführung des genannten Verfahrens der guadynamischen Vermischung von flüssigen Metallen eine Einrichtung verwendet, die eine gasdynamische Pumpe mit einem Rohr, das mit dem unteren Ende in die Metallschmelze eingetaucht ist und an dem anderen Ende eine Düse aufeist, die über einen Preßgasverteiler mit einem Preßgasspeicher verbunden ist, sowie ein System zur Vakuumerzeugung enthält, das an das erwähnte obere Rohrende herangeführt ist, bei der erfindungsgemäß das genannte Rohr in einem gefütterten I)eckel über dem Bad in Führungen hin- und herverschiebbar längs der Rohrachse angeordnet ist und mit einem Antrieb zur impulsartigen hin- und hergehenden Verschiebung des Rohrs in der Metallschmelze mit regelbarer Geschwindigkeit und regelbarer Hubhöhe sowie mit einem Antrieb zum Ausgangs-Einstellen des Rohres und Herausführen des Rohres aus der Schmelze in Verbindung steht Diese technische Lösung gestattet esS die gesamte Zone des Bades mit dem wirksamen Vermischen ohne wesentliche Umgestaltungen des Schmelzofens dadurch zu erfassen, daß die Pumpe in einem ausgekleideten Deckel montiert wird, der über dem Bad in Führungen hin- und herverschiebbar angeordnet ist. Der Antrieb zur impulsartigen hin- und hergehenden Verschiebung gewährleistet einen optimalen Charakter der Entnahme der Metallportionen unter dem Metallspiegel und des Auswerfens dieser Portionen in die unteren Schichten, die sich näher zum Boden befinden Die regelbare Geschwindigkeit der Rohrverschiebung in der Schmelze ermöglicht es, die Durchführung der Vermischung mit der verschiedenen Häufigkelt der Entnahme-Auswerf-Zyklen von Metallportionen in Übereinstimmung zu bringen Dadurch, daß in der Einrichtung ein Antrieb z;llm Ausgangs-Einstellen des Rohres und Herausführen des Rohres aus der Schmelze eingeführt ist, gelingt es, die Betriebsdauer der Pumpe infolge einer starken Verkürzung der Verweilzeit des Rohres im aggressiven Medium der Metallschmelze zu erhöhen0 Zweckmäßigerweise wird als Antrieb zur impulsartigen hin- und hergehenden Verschiebung ein Druckluft-Positioner mit Auspuffkanälen und einstellbaren Drosseln eingebaut, die die Auspuffkanäle mit der Atmosphäre verbinden. Appropriately, to carry out the process mentioned, the guadynamic mixing of liquid metals uses a device that a gas dynamic pump with a tube, the lower end into the molten metal is immersed and at the other end a nozzle which is via a compressed gas distributor is connected to a compressed gas storage, and contains a system for vacuum generation, which is brought up to the above-mentioned upper end of the pipe, in which, according to the invention Said pipe can be pushed back and forth in guides in a lined I) cover above the bath along the pipe axis is arranged and with a drive for pulse-like reciprocating displacement of the tube in the molten metal with adjustable Speed and adjustable lifting height as well as with a drive for initial setting of the tube and leading out of the tube from the melt is connected technical solution allows the entire zone of the bath with effective mixing without significant redesign of the furnace to be detected by the fact that the pump is mounted in a lined cover that is guided in guides above the bath. and is arranged so that it can be pushed out. The drive to the impulsive reciprocating Shifting ensures an optimal character of the removal of the metal portions under the metal mirror and throwing these portions into the lower layers, which are closer to the ground The adjustable speed of the pipe displacement in the melt makes it possible to carry out the mixing with the various Often times, the removal-ejection cycles of metal portions are in agreement bring about the fact that in the device a drive z; llm output setting of the Tube and leading out of the tube from the melt is introduced, it is possible to the operating time of the pump as a result of a sharp reduction in the dwell time of the To increase the pipe in the aggressive medium of the molten metal0 is expedient A compressed air positioner serves as the drive for the pulsed back and forth displacement with exhaust ducts and adjustable throttles built in, which the exhaust ducts with connect to the atmosphere.

Eine solche technische Lösung erlaubt es, die wirksame Arbeit der Pumpe unabhängig vom Höhenstand der Schmelze im Bad dadurch zu gewährleisten, daß man je nach Veränderung des Höhenstandes von der einen Stellung (Position) zur anderen durch Verbindung des einen oder anderen Auspuffkanals mit der Atmosphäre übergehen kann. Dabei wird die geforderte Schnellwirkung in Abhängigkeit von der Einstellung der entsprechenden Drossel an der Auspuffleitung sichergestellt. Such a technical solution allows the effective work of the Pump to ensure that regardless of the level of the melt in the bath depending on the change in height from one position (position) to the other by connecting one or the other exhaust duct to the atmosphere can. The required rapid action depends on the setting the corresponding throttle on the exhaust line is ensured.

Es ist zweckmäßig, an dem über die Außenfläche des ausgekleideten Baddeckels hinausragenden Abschnitt des Rohrs der Pumpe ein Kugelgelenk anzubringen und einen Antrieb für Winkelverschiebungen des Rohrs der Pumpe, um das erwahri'te Kugelgelenk zu montieren. It is convenient to look at the one over the outer surface of the lined Bath cover protruding section of the pipe of the pump to attach a ball joint and a drive for angular displacements of the pipe of the pump in order to realize this Mount ball joint.

Diese technische Lösung erlaubt es, das fächerförmige Auseinanderwerfen der-Metallportion im Bad zustandezubringen und mit der effektiven Vermischung eine beträchtliche Zone dadurch zu erfassen, daß das Rohr der Pumpe in der Periode eines jeden Entnahme-Aufwerf'-Zyklus der Metallportionen mittels des Antriebs für Winkelverschiebungen drehbar ist. This technical solution makes it possible to throw them apart in a fan shape the metal portion in the bathroom and with the effective mixing a considerable zone to be covered by the pipe of the pump in the period of a every removal-throwing cycle of the metal portions by means of the drive for angular displacements is rotatable.

Im ganzen bietet der gesamte Komplex der technischen Lösungen die Möglichkeit, die gestellten Ziele völlig zu realisieren und eine wirksame Vermischung des Metalls im Ofen mit einer minimalen Anzahl von Einrichtungen zu gewährleisten. On the whole, the whole complex of technical solutions offers the Possibility of fully realizing the goals set and effective mixing of the metal in the furnace with a minimum number of facilities.

Nachstehend wird die vorliegende Erfindung an Beispielen ihrer praktischen Durchführung in einer unten folgenden eingehenden technischen Beschreibung und anhand der beigelegten Zeichnungen näher erläutert; in den Zeichnungen zeigt: Fig. 1 Prinzipschema des gasdynamischen Vermischens nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, auf dem die Entnahme von Metallportionen in das Rohr der Pumpe dargestellt ist; Fig. 2 Phase der Zuführung (des Auswerfens) des Metalls aus dem Rohr der Pumpe zurück ins Bad; Fig. 3 Schema der Zuführung einer Portion des entnommen nen Metalls zum Ofenband mit föcherförmige Auseinanderwerfen des Strahls; Fig. 4 Einrichtung zum gasdynamischen Vermischen von Metallen gemäß der vorliegenden Erfindung; In der Fig. 1 ist die Entnahme des Metalls in das Rohr der P pe aus den oberen Schichten des Bades gezeigt, wobei es bedeutet: h1 - Höhe der Überdeckung der Mündungsfläche der Düse der Pumpe durch Metall im Ausgenblich der Entnahme; In der Fig. 2 ist die Zuführung des Metalls aus dem Rohr zum Bad in der Periode der Einwirkung eines Preßgasimpulses gezeigt, wobei es bedeutet: h2 - Höhe der Überdeckung der Mündungsfläche der Düse der Pumpe durch Metall im Augenblick der Zuführung; P - Druck des Preßgasimpulses. The present invention is illustrated below by way of examples of its practicality Implementation in a detailed technical description below and based on the accompanying drawings explained in more detail; in the drawings shows: Fig. 1 Scheme of the principle of gas-dynamic mixing according to the method according to the invention, on which the removal of metal portions into the pipe of the pump is shown; Fig. 2 Phase of feeding (ejecting) the metal back from the pipe of the pump into the bathroom; Fig. 3 Scheme of the supply of a portion of the removed metal to Oven belt with fan-shaped throwing apart the beam; Fig. 4 device for gas dynamic mixing of metals according to the present invention; In the Fig. 1 is the removal of the metal in the pipe of the P pe from the upper layers of the bath shown, where it means: h1 - height of the overlap of the mouth surface the nozzle of the pump through metal in the area of the extraction; In Fig. 2 is the Feeding the metal from the tube to the bath in the period of the action of a compressed gas pulse shown, where it means: h2 - height of the overlap of the mouth surface of the nozzle the pump through metal at the moment of delivery; P - pressure of the compressed gas pulse.

In der Fig. 3 ist die fächerfürmige Ablenkung des Strahls des zugeführten Metalls im Ofenbad durch Drehen des Rohres der Pumpe, wobei es bedeutet: ot- Winkel des freien Zerfließens des getauchten Strahls (für Aluminiumlegierungen etwa 150). In Fig. 3 the fan-shaped deflection of the beam is the supplied Metal in the furnace bath by turning the pipe of the pump, where it means: ot- angle the free flow of the submerged jet (for aluminum alloys about 150).

Aus einem Schmelzofen 1 (Fig. 1,2,3) wird in das Rohr 2 einer gasdynamischen Pumpe eine Metallportion 3 (ein bestimmtes Volumen) von den oberen überhitzten Badschichten eingesaugt. From a melting furnace 1 (Fig. 1,2,3) is in the tube 2 of a gas dynamic Pump a portion of metal 3 (a specific Volume) from the top sucked in overheated bath layers.

Dann wird auf die Metailportion im Rohr mit einem Preßgasimpuls P eingewirkt und diese Portion wirkt, indem sie beschleunigt wird, mit einem Stück des Einsatzgutes 4 zusammen. Infolgedessen findet intensives Schmelzen des Einsatzgutes statt.Then a compressed gas pulse P is applied to the metal portion in the tube acted and this portion works by accelerating it, with one piece of the input material 4 together. As a result, there is intensive melting of the feedstock instead of.

In der Periode der Impuls zuführung wird der aus dem Rohr 2 ausfließende Metallstrahl durch Schwenken des Rohrs innerhalb eines Sektors abgelenkt, dessen Winkel von einem bis zu zwölf Winkeln CL des freien ZerflieBens des getauchten Strahls verändert wird, der von einer gesissen Anfangsstellung der Pumpenachse abgezählt wird. In the period of the pulse supply, the outflow from the pipe 2 is Metal beam deflected by swiveling the tube within a sector of which Angles from one to twelve angles CL of the free flow of the submerged jet is changed, which is counted from a dead starting position of the pump axis will.

Das erfindungsgeuaße Verfahren mit der Winkelveränderung des Sektors des Auseinanderwerfens im Bad, wo das Metall einem intensiven Vermischen unterworfen wird, läßt sich durch Steuern von einem Pult aus oder nach einem bestimmten Programm mit Hilfe einer elektronischen Rechenmaschine durch einen speziellen Antrieb zum Schwenken des Rohrs der Pumpe durchführen. Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist mit einer stufenweisen oder stufenlosen Veränderung des Winkels des Vermischungssektors möglich. The method according to the invention with changing the angle of the sector of being thrown apart in the bathroom, where the metal is subject to intense mixing can be controlled from a desk or according to a specific program with the help of an electronic calculator through a special drive to Perform swiveling of the pipe of the pump. The implementation of the invention Procedure is with a gradual or stepless change in the angle of the Mixing sector possible.

Beispiel 1 Es wurde ein Schmelzen einer Aluminiumlegierung unter Vermischen mittels einer gasdynamischen Pumpe in allen Schmelzetappen in einem 3Ot-Schmelzofen durchgeführt. Die gasdynamische Pumpe funktionierte mit einer veränderlichen Häufigkeit der Zuführung von Preßgasimpulsen in einem Intervall von 4 bis 20 Impulsen in der Minute.Die Metallentnahme erfolgte aus den oberen Metallschichten, die Überdeckung h1 betrug 100 mm. Example 1 There was a melting of an aluminum alloy under Mixing by means of a gas dynamic pump in all melting stages in a 30t melting furnace carried out. The gas dynamic pump operated with a variable frequency the supply of compressed gas pulses at an interval of 4 to 20 pulses in the Minute. The metal was removed from the upper metal layers, the overlap h1 was 100 mm.

Die Zuführung des Metalls erfolgte in die unteren Schichten, wobei sich die Überdeckung h1 von 300 bis 600 mm mit der fortschreitenden Füllung des Bades mit flüssigem Metall beim Schmelzen veränderte. Bei der Zuführung des Metalls zum Bad wurde das Rohr innerhalb eines Sektors geschwenkt, dessen Winkel sich von 45° bis 1200 (von 3 bis 8α) veränderte. Das Vermischen wurde bei der Bildung des flüssigen Metallbades mit einer Temperatur von 660...670°C vor der Füllung der Düse der Pumpe mit der Überdecku h1 = 100 mm begonnen. The metal was fed into the lower layers, whereby the overlap h1 increases from 300 to 600 mm with the progressive filling of the Baths with molten metal changed when melting. When feeding the metal towards the bath, the pipe was swiveled within a sector, the angle of which is from 45 ° to 1200 (from 3 to 8α) changed. The mixing was done in the formation of the liquid metal bath at a temperature of 660 ... 670 ° C before filling the Nozzle of the pump started with the overdecku h1 = 100 mm.

Die Häufigkeit der Zuführung von Preßgasimpulsen wurde in Höhe von etwa 20 Impulsen in der Minute während der eraten 10 Minuten aufrechterhalten, wobei der Sektor der Strahlablenkung 9 der Periode des Impulses etwa 450 (etwa 3α) betrug. The frequency of the supply of compressed gas pulses was in the amount of Maintain about 20 pulses per minute during the estimated 10 minutes, taking the sector of the beam deflection 9 of the period of the pulse about 450 (about 3α) fraud.

Dann wurde das Metall bis zum vollständigen Schmelzen des Einsatzgutes während 20 Minuten mit einer Häufigkeit der Impuls zum führung von etwa 15 Impulsen in der Minute vermischt, während der Sektor der Strahlablenkung etwa 900 (etwa 6α) betrug. Then the metal was used until the feed was completely melted during 20 minutes with a frequency of the impulse to lead to about 15 impulses mixed per minute, while the sector of the beam deflection is about 900 (about 6α) fraud.

Nach der Abschlackung wurden bei einer Temperatur der Schmelze von 680...690°C Legierungskomponenten (Mangan, Titan) zugeschlagen, und das Vermischen wurde mit einer Häufigkeit der Impulszuführung von etwa 10 Impulsen in der Minute durchgeführt, während die Strahlablenkung auf 120° (etwa 8α) vergrößere wurde. Im Laufe von 30 Minuten wurden die Legierung komponenten geschmolzen, indem die Temperatur der Schmelze unter Ausgleich des Temperaturfeldes im gesamten Metallbadvolumen auf 730...735°C gesteigert wurde. After deslagging, the melt was at a temperature of 680 ... 690 ° C alloy components (manganese, titanium) added, and mixing was applied at a frequency of about 10 pulses per minute performed while the beam deflection was increased to 120 ° (about 8α). Over the course of 30 minutes, the alloy components were melted by the Temperature of the melt with equalization of the temperature field in the entire metal bath volume was increased to 730 ... 735 ° C.

Hiernach wurde das Vermischen mit einer Häufigkeit der Impuls zuführung von 4 Impulsen in der Minute durchgeführt, während der Sektor der Strahlablenkung 1200 (etwa 8 t) betrug. Thereafter, the mixing was done at a frequency of pulse delivery of 4 pulses per minute carried out during the sector of the beam deflection 1200 (about 8 t).

Diese Bedingungen wurden bis zum Abfluß des Metalls in einen Mischer aufrechterhalten. Hierbei wurde keine Verschlackung des Metalls und dessen Verunreinigung durch Beimengungen beobachtet. Der Übergang von einem Vermischungsverfahren zum anderen wurde durch Steuern von einem Pult aus durchgeführt. These conditions were maintained until the metal was drained into a mixer maintain. There was no slagging of the metal and its contamination observed by admixtures. The transition from a mixing process to the others were carried out by controlling from a desk.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, die Wirksamkeit des Vermischens zu erhöhen und die Schmelzdauer um 20 bis 25 % zu verkürzen. The inventive method enables the effectiveness of the Mixing and shortening the melting time by 20 to 25%.

Der erfindungsgemäße Prozeß der Vermischung unter Veränderung der Häufigkeit der Zuführung von Preßgasimpulsen von Etappe zu Etappe läßt sich durch Steuern von einem Pult aus oder nach einem bestimmten Programm mit Hilfe eines Elektronenrechners durchführen. Hierbei ist eine stufenweise oder stufenlose Veränderung der Häufigkeit der Impulszuführung von Etappe zu Etappe möglich. The inventive process of mixing while changing the The frequency of the supply of compressed gas pulses from stage to stage can be determined by Control from a desk or according to a specific program with the help of an electronic computer carry out. Here is a gradual or stepless change in frequency the impulse feed from stage to stage possible.

Beispiel 2 Es wurde ein Schmelzen einer Aluminiumlegierung unter Vermischen mittels einer gasdynamischen Pumpe in allen Schmalzetappen in einem 40t-Hauptproduktionsofen durchgeführt. Die gasdynamische Pumpe funktionierte mit einer Veränderung der Häufigkeit der Zuführung von Preßgasimpulsen (Stickstoffimpulsen) von Etappe zu Etappe in einem Häufigkeitsintervall, das vorstehend vorgeschlagen wurde (2 bis 30 Impulse in der Minute). Example 2 There was a melting of an aluminum alloy under Mixing by means of a gas dynamic pump in all stages of the lard in a 40t main production furnace carried out. The gas dynamic pump worked with a change in frequency the supply of compressed gas pulses (nitrogen pulses) from stage to stage in one Frequency interval, that above was proposed (2 to 30 pulses per minute).

Das Vermischen begann bei der Bild des flüssigen Metall bades mit einer Temperatur von 660...670°C vor der Füllung der Düse der Pumpe.The mixing started with the picture of the liquid metal bath a temperature of 660 ... 670 ° C before filling the nozzle of the pump.

Die Häufigkeit der Zuführung von Preßgasimpulsen wurde in Höhe von etwa 15 Impulsen in der Minute während der ersten 10 Minuten das Vermischen aufrechterhalten. Dann wurde das Metall bia zum vollständigen Schmelzen des festen Einsatgutes (Ofenbär) während 25 Minuten mit einer Häufigkeit der Impulszuführung von etwa 12 Impulsen in der Minute vermischt. The frequency of the supply of compressed gas pulses was in the amount of Maintain mixing for about 15 pulses per minute for the first 10 minutes. Then the metal was bia to completely melt the solid feed material (furnace bear) for 25 minutes with a pulse frequency of about 12 pulses mixed in the minute.

Nach der Abschlackung wurden bei einer Temperatur der Schmelze von 680...6900C Legierungskomponenten (Mangan, Titan) zugeschlagen, und das Vermischen erfolgte mit einer Häufigkeit der Impulszuführung von etwa 8-9 Impulsen in der Minute. After deslagging, the melt was at a temperature of 680 ... 6900C alloy components (manganese, titanium) slammed, and mixing was carried out with a frequency of pulse delivery of about 8-9 pulses per minute.

Im Laufe von 30 Minuten wurden die Legierungskomponenten geschmolzen, indem die Temperatur der Schmelze unter Ausgleich des Temperaturfeldes im gesamten Metallbadvollumen aif 730...In the course of 30 minutes the alloy components were melted, by increasing the temperature of the melt while balancing the temperature field throughout Metal bath full volume aif 730 ...

7350C gesteigert wurde.7350C was increased.

Danach wurde das gleic äßige Temperaturfeld des Metallbades durch Vermischen mit einer Häufigkeit der Impulßzuführung von 4 Impulsen in der Minute bis zum Augenblick des Abflusses des Metalls in einem Mischer aufrechterhalten. Hierbei wurde keine Verschlackung des Metalls und dessen Verunreinigung durch Beimengungen beobachtet, was die bei der Analyse ge nommenen Proben bestätigten. Der Übergang von einer Verfahrensweise zur anderen wurde durch Steuern von einem Pult aus durchgeführt. Then the same temperature field of the metal bath was through Mixing at a frequency of 4 pulses per minute Maintained in a mixer until the moment the metal is drained. There was no slagging of the metal and its contamination by admixtures observed, which confirmed the samples taken in the analysis. The transition from one procedure to another was carried out by controlling from a desk.

Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur gasdynamischen Vermischung gewährleistet im Vergleich mit den zur Zeit bestehenden Verfahren folgende Vorteile: beständige und stabile Prozeßführung in verschiedenen Schmelzstadien, was die Erstarrung des Metalls in den Rohren ausschließt und den Ausfall derselben verhindert; Erhöhung der Wirksamkeit des Prozesses und Verbesserung der Metallqualität durch Ausschließen der Verunreinigung der Schmelze mit Oxiden und Schlackeneinschlüssen, wodurch die Ausbringung erhöht werden kann; Steigerung der Leistung des Schmelzvorgangs um 20...25%. The application of the method according to the invention for gas dynamic Mixing ensures the following in comparison with the currently existing methods Advantages: constant and stable process management in different melting stages, which excludes the solidification of the metal in the tubes and the failure of the same prevented; Increasing the effectiveness of the process and improving the quality of the metal by excluding the contamination of the melt with oxides and slag inclusions, whereby the output can be increased; Increase in the performance of the melting process by 20 ... 25%.

Die Einrichtung zur Vermischung des flüssigen Metalls (Fig. 4) in einem Bad 30 des Ofens 6 besteht aus einem gefütterten Rohr 7 mit einem auswechselbaren Düsenteil 8 am Ende, welcher unter einem Winkel (von Oo bis 900) zum Hauptrohr 7 eingestellt werden kann. Der Düsenteil 8 wird aus einem mit dem flüssigen Metall unbenetzbaren feuerbeständigen Material mit einem Profil des Arbeitskanals in Abhängigkeit von den technologischen Bedürfnissen (rund, schlitzartig, rohrmuffenförmig u.dgl.) ausgeführt. Das Rohr 7 ist mit einem abnehmbaren Dekkel 9 versehen, auf dem eine Düse 10 angebracht ist, die durch eine Leitung 11 mit einem Verteiler 12 für die Zuführung von Preßgasimpulsen (Stickstoff, Argon) aus einem Speicher 13 verbunden ist, der ein bestimmtes Volumen Je nach dem Gasdruck hat, welcher mit Hilfe eines Druckreglers 14 aufrecht-,{erhalten wird. Der Arbeitshohlraum des Rohres 7 ist mit einer Vakaumleitung 15 im peripherischen Teil der Mündungsfläche der Düse 10 ständig verbunden. The device for mixing the liquid metal (Fig. 4) in a bath 30 of the furnace 6 consists of a lined tube 7 with a replaceable one Nozzle part 8 at the end, which is at an angle (from 00 to 900) to the main pipe 7 can be adjusted. The nozzle part 8 is made of one with the liquid metal non-wettable fire-resistant material with a profile depending on the working channel the technological needs (round, slot-like, pipe socket-shaped, etc.) executed. The tube 7 is provided with a removable cover 9 on which a Nozzle 10 is attached, through a line 11 with a manifold 12 for the Supply of compressed gas pulses (nitrogen, argon) from a memory 13 connected is, which has a certain volume depending on the gas pressure, which with the help of a Pressure regulator 14 upright -, {is maintained. The working cavity of the tube 7 is with a vacuum line 15 in the peripheral part of the mouth surface of the nozzle 10 constantly tied together.

Zum Herausführen des Düsenteils der Pumpe aus der Metallschmelze 5 und zur Höheneinstellung derselben ist die Pumpe relativ zum gefütterten.Deckel des Ofens 6 beweglich ausgeführte Die Pumpe ist in einer Öffnung 16 des gefütterten Dekkels (oder der Ofenwendung) installiert, wobei zur Verhinderung des Auswerfens der offenen Flamme durch die Offnung 16 ein elastischer Schutzring 17 aus feuertbeständigem Material vorhanden ist, der an der Deckelwand befestigt ist. Das Rohr 7 der Pumpe steht mit dem beweglichen Mitnehmer 18 eines Antriebe 19 zur impulsartigen Verschiebung des Rohrs. 7 im Metallbad während eines jeden Zyklus Bn Verbindung. Der Antrieb 19 besitzt eine prinzipielle Besonderheit - veränderliche Hublänge des Mitnehmers 18. For leading the nozzle part of the pump out of the molten metal 5 and to adjust the height of the same, the pump is relative to the fed.Deckel of the furnace 6 movably executed The pump is in an opening 16 of the fed Lid (or oven turn) installed to prevent ejection the open flame through the opening 16 an elastic protective ring 17 made of fire-resistant Material is present that is attached to the top wall. The pipe 7 of the pump stands with the movable driver 18 of a drive 19 for pulse-like displacement of the pipe. 7 in the metal bath during each cycle Bn compound. The drive 19 has a special feature in principle - variable stroke length of the driver 18th

In der vorliegenden Konstruktion wird dies durch Ausführung des Antriebs in Form eines Druckluft-Positioners erreicht, was das Arbeiten mit mehreren Hublängen je nach der Metalltiefe im Ofenband ermöglicht. In the present design, this is done by designing the drive in the form of a compressed air positioner achieved what working with several stroke lengths depending on the metal depth in the furnace belt.

Diese Ausföhrung schließt die Möglichkeit nicht aus, die Hublänge auch mit anderen Mitteln, beispielsweise durch Einbau eines verstellbaren mechanischen Anschlags, zu verändern. Dies übt keinen grundsätzlichen Einfluß auf die Arbeit aus, weil das bestehede Merkmal selbst - Veränderlichkeit der Hublänge -- unverändert bleibt Ein Antrieb 20 für die Ausgangseinstellung des Rohres 7 verbindet mittels eines Gelenkelementes 21 das Arbeitsorgan 22 mit dem Hauptantrieb 19 der Verschiebung, was es erlaubt, die Lage des Rohrs in zwei Ebenen zu verändern. This execution does not exclude the possibility of the stroke length also by other means, for example by installing an adjustable mechanical Stop to change. This has no fundamental influence on the work because the existing feature itself - variability of the stroke length - remains unchanged A drive 20 remains for the initial setting of the pipe 7 connects by means of a joint element 21 the working element 22 with the main drive 19 of the displacement, which makes it possible to change the position of the pipe in two planes.

Die kolbenstangenseitigen Arbeitsräume des Druckluft-Positioners - des Antriebs 19 - sind mit einer Preßluftleitung über einen Druckregler 23 ständig verbunden. The working spaces of the compressed air positioner on the piston rod side - The drive 19 - are constantly with a compressed air line via a pressure regulator 23 tied together.

Die. Auspuffkanäle des Positioners sind mit der Atmosphäre über entsprechende einstellbare Drosseln 24 und Verteiler 25 in Verbindung gesetzt. The. Exhaust ducts of the positioner are corresponding with the atmosphere adjustable throttles 24 and distributor 25 connected.

Diese Ausführung gestattet es, dem Antrieb 19 eine andere prinzipielle Besonderheit zu verleihen - Durchführung unterschiedlicher Verschiebungsgeschwindigkeiten des Rohres in der Vorwärts- und der Rückwärtsrichtung (nach oben und nach unten). This embodiment allows the drive 19 to have a different principle To give specialty - carrying out different speeds of displacement of the pipe in the forward and backward directions (up and down).

Diese Besonderheit ist sehr wichtig, da sie es ermöglicht, mit den gedrängten Intervallen des Arbeitszyklus der Pumpe auszukommen. This feature is very important as it allows you to work with the to get along with the crowded intervals of the duty cycle of the pump.

Die Arbeit der Pumpe geht auf die folgende Weise vor sich. The work of the pump goes in the following way.

Bei einem bestimmten minimal zulässigen Metallspiegel im Bad-30 des Ofens 6 wird das Rohr 7 mit Hilfe des Antriebs 20 derart abgesankt, daß die Austrittsöffnung des Düsenteils 8 mit Metall überdeckt wird. At a certain minimum permissible metal level in the bathroom-30 des Oven 6, the pipe 7 is lowered with the aid of the drive 20 in such a way that the outlet opening of the nozzle part 8 is covered with metal.

In dieser Stellung wird die Vakuumleitung 15 mit dem Arbeitshohlraum des Rohres verbunden, während der Speicher 13 mit der Preßga-leitung über den Verteiler 12 und den Druckregler 14 in Verbindung gesetzt wird. In this position, the vacuum line 15 is with the working cavity of the pipe connected, while the memory 13 with the Preßga line via the manifold 12 and the pressure regulator 14 is connected.

Das flüssige Metall von den Oberflächenschichten steigt unter Einwirkung des Vakuums im Rohr der Pumpe auf eine bestimmte Höhe. The liquid metal from the surface layers rises under the action of the vacuum in the pipe of the pump to a certain level.

Danach wird der Elektromagnet des entsprechenden Verteilers eingeschaltet, und das Rohr 7 wird mittels des Antriebs 19 auf das geforderte Niveau im Bad 30 abgesenkt. Beim Einschalten des Elektromagneten des Verteilers 12 wird der Speicher 13 über die Leitung 11 und die Düse 10 mit dem Arbeitshohlraum des Rohres 7 in Verbindung gesetzt, und der Preßgasvorrat gelangt schnell aus dem Speicher 13 in den Arbeitshohlraum. After that, the electromagnet of the corresponding distributor switched on, and the pipe 7 is brought to the required level in the bath 30 by means of the drive 19 lowered. When the electromagnet of the distributor 12 is switched on, the memory 13 via the line 11 and the nozzle 10 with the working cavity of the tube 7 in connection set, and the compressed gas supply quickly comes from the memory 13 in the working cavity.

Der Gasimpuls wirkttauf das Hetallvolumen im Rohr ein und schleudert es mit hoher Geschwindigkeit in das Bad hinaus. The gas pulse acts on the metal volume in the pipe and hurls it it out into the bathroom at high speed.

Das aus dem Rohr verdrängte Volumen des flüssigen Metalls bewegt sich im Bad, nimmt die benachbarten Metallschichten mit und vermischt dadurch das ganze Badvolumen. The volume of the liquid metal displaced from the tube moves in the bathroom, takes the neighboring metal layers with it and mixes it up entire bath volume.

Der auspuff des Preßgases kann auch während der Absenkung des Rohres 7 furch den Antrieb, d.h. in der Periode der impulsartigen Verschiebung des Rohres 7, durchgeführt werden, was in manchen Fällen, insbesondere beim Schmelzen von großen Stücken des Einsatzgutes, effektiver sein kann.The exhaust of the compressed gas can also occur during the lowering of the pipe 7 by the drive, i.e. in the period of the pulse-like displacement of the pipe 7, what can be done in some cases, especially when melting large Pieces of the input material, can be more effective.

Die Veränderung des Winkels der fächerförmigen Schwenkung und Neigung des Rohrs ermöglicht es ebenfalls9 das gesamte Badvolumen effektiver durchzumischen und die Legierungszuschläge aufzulösen. Nach Beendigung des Preßgasauspuffs aus dem Speicher 13 wird der Elektromagnet des Verteilers 12 ausgeschaltet, wobei gleichzeitig (eventuell auch mit einer gewissen Voreilung) der entsprechende Elektromagnet des Verteilers 25 ausgeschaltet wird. Es setzt das Einströmen des Preßgases in den Speicher 13 aus der Preßgasleitung ein, und das Rohr 7 wird schnell um die Hublänge gehoben. The change in the angle of the fan-shaped pan and tilt the pipe also enables 9 the entire volume of the bath to be mixed more effectively and to dissolve the alloy surcharges. After completion of the compressed gas exhaust the memory 13, the electromagnet of the distributor 12 is switched off, and at the same time (possibly also with a certain advance) the corresponding electromagnet of the Distributor 25 is turned off. It stops the pressurized gas from flowing into the reservoir 13 from the compressed gas line, and the tube 7 is quickly raised by the stroke length.

Die Hubgeschwindigkeit wird mit Hilfe der entsprechenden Drossel 24 geregelt. Hierbei wird das flüssige Metall vorwiegend von den oberen überhitzten Schichten erneut ins Rohr 7 eingesaugt. The lifting speed is adjusted with the help of the corresponding throttle 24 regulated. Here, the liquid metal is predominantly overheated by the upper ones Layers sucked into the pipe 7 again.

Des weiteren wiederholt sich der Arbeitszyklus der Pumpe in derselben Reihenfolge. Bei Veränderung der Metallbadtiefe wird am Positioner, d.h. dem Antrieb 19, ein anderer Verteiler 25 in der diesem Höhenstand entsprechenden Auspuffleitung eingeschaltet. Nach beendetem Vermischen des Metalls im Bad wird der Antrieb 20 eingeschaltet und das Rohr 7 in die obere Lage gehoben, damit der Düsenteil 8 aus der Schmelze austritt. Bei technologischer Notwendigkeit wird die Einrichtung wieder in die Arbeitsstellung durch Absenken des Rohres der Pumpe mit Hilfe des Antriebs 20 auf ein vorgegebenes Niveau gebracht, und die Einrichtung ist wieder betriebsbereit. Furthermore, the working cycle of the pump is repeated in the same Series. If the metal bath depth is changed, the positioner, i.e. the drive 19, another distributor 25 in the exhaust line corresponding to this level switched on. After the metal has been mixed in the bath, the drive 20 switched on and the tube 7 lifted into the upper position, so that the nozzle part 8 from the melt emerges. If there is a technological need, the facility will be restored into the working position by lowering the pipe of the pump with the aid of the drive 20 brought to a predetermined level, and the device is ready for operation again.

Die erfindungsgemäße Konstruktion der Einrichtung zum Vermischen von flüssigen Metallen ist effektiver und leistungsfähiger bei Veränderung des Metallspiegels im Bad während des Schmelzvorgangs. The construction of the device for mixing according to the invention of liquid metals is more effective and more powerful when changing the metal level in the bath during the melting process.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims

Boris Sergeevitsch Dolsohenkov Yuri Nikolaevich Lanin Sergei Stepanovich Semin Viktor Ivanovitsch Plochov Igor Alexandrovitsch Partin PROCEDURE FOR GASDYNAMIC MIXING OF LIQUID METALS AND DEVICE FOR IMPLEMENTING THE SAME patent claims 1. Process for gas-dynamic mixing of liquid metals during melting, the alternating removal of certain metal portions upwards into a limited one Space above the weld pool and ejection of the removed metal portion back into the Bath under the action of a compressed gas pulse includes, d u r c h e k e n n z e i c 11 -n e t that said metal portions (3) from the upper layers taken from the melt in the tank (6) directly below the metal mirror (5) and ejecting the portion (3) removed from the upper layer back into the lower layers of the melt, which rest on the bottom of the trough (6), made is, said alternation of removal and ejection of the metal with the progressive Increase in the level of the melt is carried out in the bath so that the portions each time below the metal level removed and ejected into the bottom part of the bath (30).

2. Process for gas-dynamic mixing of liquid metals during melting according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n n n z e i c h n e t that ejecting each metal portion (3) while throwing it apart in a fan shape of the metal takes place within an angle (oil), which is the angle of free deliquescence of the immersed metal beam and exceeds the dimensions of the bath (30) for mixing of the metal on the entire floor area.

3. Process for gas-dynamic mixing of liquid metals during melting according to claim 2, d a d u r c h g e -k e n n n z e i c h n e t that the jet of the ejected metal is deflected in a fan shape with depending on the melt of the metal successively increasing angles ranging from 1 to 12 angles of the free flow of the jet one impulse each.

4. Process for gas-dynamic mixing of liquid metals according to one of claims 1 to 3, d a d u r c h g e n n n z e i c h n e t that as the metal continues to mix, the frequency of the sampling-ejecting cycles of metal portions (3) at an interval of 30 to 2 cycles per minute will.

5. Device for gas-dynamic mixing of liquids Metals during melting according to the method according to claims 1 to 4, with a gas dynamic Pump with a tube, the lower end of which is immersed in the molten metal is and at the other end has a nozzle that is via a compressed gas distributor is connected to a compressed gas storage, as well as a system for vacuum generationS the is brought up to the above-mentioned upper end of the pipe, d u r c h e k e n n z e i Not that the said tube (7) is in a lined cover (9) over the tub (6) arranged in guides so that they can be pushed back and forth along the axis of the tube (7) is and with a drive (19) for pulse-like back and forth displacement of the tube (7) in the molten metal (30) with controllable and controllable speed Lifting height and with a drive (20) for initial setting of the tube (7) and Leading out of the tube (7) from the melt is in connection.

6. Device for gas-dynamic mixing of liquid metals during melting according to claim 5, d u r c h g e n n n z e i c h n e t that a compressed air positioner as a drive (19) for the pulse-like back and forth displacement with exhaust ducts and adjustable throttles (24) is installed, which the exhaust ducts connect with the atmosphere.

7. Device for gas-dynamic mixing of liquid metals according to one of claims 5 to 6, d u r c h g e n n n z e i c h n e t that on the one over the outer surface the lined lid of the tub (6) protruding portion of the tube (7) of the pump attached a ball joint (21) and a drive (20) for angular displacements of the pipe (7) of the pump about the aforesaid Ball joint is present.