DE3517386A1 - Verfahren zur kontinuierlichen reinigung von metallen durch fraktionierte kristallisation auf einem rotierenden zylinder - Google Patents

Verfahren zur kontinuierlichen reinigung von metallen durch fraktionierte kristallisation auf einem rotierenden zylinder

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DE3517386A1 DE19853517386 DE3517386A DE3517386A1 DE 3517386 A1 DE3517386 A1 DE 3517386A1 DE 19853517386 DE19853517386 DE 19853517386 DE 3517386 A DE3517386 A DE 3517386A DE 3517386 A1 DE3517386 A1 DE 3517386A1
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Description

Verfahren zur kontinuierlichen Reinigung von Metallen durch fraktionierte Kristallisation auf einem rotierenden Zylinder
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur kontinuierlichen Reinigung von Metallen-durch fraktionerte Kristallisation auf einem
rotierenden Zylinder.
Es ist in Fachkreisen bekannt, daß, wenn man eine vorab geschmolzene Legierung abkühlt, um sie in den festen Zustand überzuführen, die ersten Kristalle, die auftreten, meistens eine von der der eingesetzten Legierung abweichende Zusammensetzung haben.
So kann man, ausgehend von einem Basismetall, das ein anderes Element« mit einer Konzentration C. enthält, durch fraktionierte Kristallisation eine feste Phase abtrennen, in der die Konzentration an diesem Element C5 geworden ist, welcher Wert Cc unter C, liegt. Diese Erscheinung wurde zur Reinigung der Metalle verwendet, um sie insbesondere von sogenannten eutektischen Verunreinigungen zu befreien, wenn sie bei hypoeutektisehen Gehalten liegen. Es lag mehreren Verfahren, von denen einige patentiert wurden und die sich hauptsächlich durch die Art der Abkühlung der Legierung unterscheiden, zugrunde, den Austausch zwischen der flüssigen und der festen Phase
ao
zu sichern und die Kristalle zutrennen. Jedes dieser Verfahren bringt besondere Vorteile mit sich, die sich unter anderen entweder auf die Herstellungskapazität oder auf den erhaltenen Reinigungsgrad beziehen.
So beschreibt die FR-PS 1 594 154 ein Verfahren zur Reinigung des Aluminiums insbesondere von Silizium und Eisen, injdem folgende Schritte aufeinanderfolgen:
— Man bewirkt die Erstarrung eines Volumens von in einem äußerlich erhitzten Tiegel enthaltener Metallschmelze durch Einführen eines innerlich gekühlten Körpers.
— Man sammelt am Boden des Tiegels die kleinen Kristalle, die sich gebildet haben.
— Man bewirkt das Sintern der kleinen Kristalle zum Erhalten grober Kristalle.
— Man trennt die groben Metalle aus reinem Metall von der unreinen Mutterschmelze durch Absaugen dieser letzteren oder durch Absägen des Brockens erfaßten Metalls nach Erstarrung des Ganzen ab.
. Ein solches Verfahren ermöglicht zwar, ein Metall sehr hoher Reinheit zu erhalten. Man wendet es aber im Lauf eines Arbeitszyklus auf die anfangs in den Tiegel eingesetzte Menge unreinen Metalls an, und es sind daher innerhalb des Arbeityzyklus Entladungs- und Beladungsstufen des Tiegels erforderlich. Dies begrenzt die für die eigentliche Reinigung verfügbare Zeit und führt daher zu einer verhältnismäßig geringen Produktivität im Vergleich mitder eines kontinuierlichen Verfahrens. Weiter sinkt, da die Reinheit der Kristalle Funktion derjenigen der flüssigen Phase ist und sich diese letztere fortlaufend an
Verunreinigungen anreichert diese Reinheit mehr und mehr, und man erhält schließlich im Lauf eines Arbeitszyklus ein Erzeugnis heterogener Qualität.
Um diese Nachteile zu vermeiden, wurden andere Verfahren mit dem Ziel entwickelt, diese fraktionierte Kristallisation kontinuierlich durchzuführen. So lehrt beispielsweise die FR-PS 2 285 915 ein Verfahren, das sich durch die Bildung einer Säule kennzeichnet, die aus einer Paste metallischer Kristalle in einer Metallschmelze besteht; diese Säule weist eine verhältnismäßig kalte Zone und eine verhältnismäßig heiße Zone sowie einen kontinuierlichen Temperaturgradienten zwischen diesen Zonen auf. Dieses Verfahren sieht ebenfalls die zusätzlichen Schritte einer Einführung unreinen Ausgangsmetalls in die Säule und der kontinuierlichen Entnahme eines Teils der reinen Metallschmelze aus der heißen Zone vor.
Jedoch wurde gemäß der FR-PS 2 359 210 erkannt, daß man mit einem solchen Verfahren auf Schwierigkeiten eines Strömens der Schmelze durch die Kristalle traf und daß man genötigt war, in die Säule bewegliche mechanische Einrichtungen einzuführen, um damit den Kristallen eine Hin- und Herbewegung zu erteilen. Man muß daher fürchten, daß diese einer Reibung der Kristalle ausgesetzten Einrichtungen Ursache einer Verunreinigung des behandelten Metalls sind.
Aus der FR-PS 2 390 994 ist auch ein Verfahren zur Reinigung fester Stoffe durch Schmelzen mit anschließender neuer Erstarrung bekannt, das sich dadurch kennzeichnet, daß man in den festen Stoff nach dem Schmelzen einen rotierenden Zylinder eintaucht und daß der zu reinigende Stoff, der an der Oberfläche des Zylinders haftet und auf dieser erstarrt ist, nach seinem Austritt aus der geschmolzenen Masse eine sich stromab befindliche Zone durchläuft, in der der am Zylinder haftende erstarrte Stoff erneut geschmolzen wird.
Ein solches Verfahren wurde mit Erfolg zur Reinigung von Metallen wie Silizium und Germanium angewandt.
Jedoch zeigt sich, daß die Anwendung dieses Verfahrens auf andere Metalle, wie z. B. Aluminium, zur Bildung einer Schicht von Kristallen mit einer gewissen Porosität auf dem Zylinder und daher zu einer Imprägnierung dieser Schicht durch unreine Mutterschmelze und somit zu einer Verringerung der Qualität des gewonnenen Produkts führt. Weiter ist die Haftung der Kristalle an der Wand des Zylinders bisweilen sehr stark, was ihre Erfassung schwierig macht und zu ihrer Verunreinigung durch das Material des Zylinders führen kann.
Außerdem sind diese Kristalle, die keine Kohäsion untereinander aufweisen, für metallurgische Umformungen ungeeignet und müssen daher vorab erneut geschmolzen werden. Dies stellt einen Nachteil gegenüber den Verfahren dar, die zu einem Metall im flüssigen Zustand führen, das man in eine direkt verwendbare feste Form gießen kann.
Schließlich ist es in dem Fall, wo man leicht oxidierbare Metalle behandelt, nicht möglich, die aus dem Bad austretenden heißen Kristalle direkt in Berührung mit der Atmosphäre zu bringen, ohne eine gewisse Verunreinigung durch Luft hervorzurufen. Man muß daher dichte Einrichtungen vorsjehen, die den P.reis der zur Durchführung eines solchen Verfahrens erforderlichen Einrichtungen erhöhen.
Daher suchte die Anmelderin in Kenntnis der Vorteilhaftigkeit der kontinuierlichen Verfahren, jedoch auch der jedem von ihnen innewohnenden Nachteile, neue Maßnahmen zu entwickeln, die die Überwindung dieser Nachteile ermöglichen und gleichzeitig zu weiteren Vorteilen führen^Gegenstand der Erfindung, womit diese Aufgabe gelöst wird, ist ein Verfahren zur kontinuierlichen Reinigung von Metallen
durch fraktionierte Kristallisation auf einem gekühlten Teil der Oberfläche einesjrotierenden Zylinders, der teilweise in ein in einer Mulde enthaltenes Metallschmelzbad eingetaucht ist, mit dem Kennzeichen, daß man den Abstand zwischen dem Zylinder und dem Boden der Mulde steuert und die Mulde in Rotationsrichtung des Zylinders in eine Stromaufzone und eine Stromabzone unterteilt, die voneinander praktisch unabhängig sind, daß man die Stromabzone erhitzt und die Kristalle im Inneren des Bades wieder schmilzt und daß man in dieser Zone wenigstens einen Teil der vom Wiederschmelzen stammenden gereinigten Schmelze entnimmt.
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendet man also wie nach dem Stand der Technik einen Zylinder mit horizontaler Achse und einem allgemein im Bereich von 20 bis 200 cm liegenden Durchmesser aus einem in der zu behandelnden Metallschmelze unlöslichen Material. Dieser Zylinder wird zu einer Rotationsbewegung um seine Achse angetrieben, wobei die Drehzahl durch mechanische Mittel, wie z. B. einen Getriebemotor, veränderbar ist.
Dieser Zylinder wird teilweise in die Metallschmelze eingetaucht, die durch geeignete Heizeinrichtungen im flüssigen Zustand gehalten wird und in einer aus ebenfalls unlöslichem Material bestehenden Mulde enthalten ist, deren Boden allgemein parallel zu den Mantellinien des Zylinders ist.
Die Oberfläche dieses Zylinders wird auf eine Temperatur unter der Erstarrungstemperatur des Metallbades entweder natürlich oder durch Beaufschlagung mit einem Kühlmittelfluid derart gekühlt, daß sie sich beim Eindringen in das Schmelzbad mit einer Schicht von Kristallen
bedeckt, deren Dicke entsprechend ihrem Vorrücken anwächst.
Jedoch nimmt man im Unterschied zum Stand der Technik, wo die Kristall schicht während der gesamten Eintauchdauer der Oberfläche anwuchs und am Austritt aus dem Schmelzbad erfaßt wurde, erfindungsgemäß eine Unterbrechung dieses Wachstums und ein vollständiges Wiederschmelzen dieser Kristalle im Inneren des Meßbades vor. Dieses Wiederschmelzen wird zu einem gegebenen Zeitpunkt mittels Eintritts des Zylinders in eine Zone der Mulde erreicht, die auf eine Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur der Kristalle gebracht ist und in Rotationsrichtung des Zylinders stromab der Stromaufzone liegt, wo die Kristall isation stattfindet. Die Erhitzung dieser Stromabzone kann durch jedes geeignete Mittel erhalten werden. Dies kann z. B. ein Tauchheizorgan sein, das in die Stromabzone in der Nähe der Kristal!schicht eingetaucht wird und die Energie eines Heizfluids oder eines elektrischen Stroms ausnutzt. Dieses Mittel kann auch darin bestehen, den Teil des Zylinders zu erhitzen, auf dem das Wiederschmelzen erfolgen soll. Um zu diesem Ergebnis zu gelangen, verwendet man einen um eine hohle feste Welle rotierenden Zylinder. Diese Welle ist mit zwei radialen Sektoren versehen, die längs der Gesamtlänge des Zylinders verlaufen und sich bis zur Wand des Zylinders erstrecken, auf der sie gleiten, und untereinander einen solchen Winkel bilden, daß sie auf der Wand des Zylinders den zu heizenden Oberflächenteil begrenzen. In dem so gebildeten Volumen läßt man ein heißes Fluid durch die hohle.Welle zirkulieren oder bringt elektrisch geheizte Elemente an.
Dieses Wiederschmelzen der Kristalle ermöglicht so, die Verunreinigungen des reinen Metalls durch Oxidation oder durch das Material des Zylinders zu vermeiden, die sich bei den bekannten Verfahren ergaben. Jedoch erweist sich die Anwendung eines solchen Verfahrens auf die bekannten Einrichtungen als schwierig, da wegen des ver-
hältnismäßig großen Abstandes zwiscnen der Kristallschicht und dem Boden der Mulde und der durch die Rotation des Zylinders hervorgerufenen Mitreißbewegung des Bades eine Vermischung des Bades der Stromaufzone und der Stromabzone derart auftritt, daß die in der Stromabzone entnommene Schmelze eine von der anfangs in die Stromaufzone eingeführten Schmelze nur wenig verschiedene Reinheit aufweist.
Daher kennzeichnet sich die Erfindung, um die Vermischung des Schmelzbades der beiden Zonen zu vermeiden, dadurch, daß man den Abstand zwischen dem Zylinder und dem Boden der Mulde steuert und die Mulde in eine Stromaufzone und eine Stromabzone unterteilt, die praktisch voneinander unabhängig sind.
Wie man weiter oben feststellte, hat die auf dem Zylinder abgeschiedene Kristal!schicht die Neigung, im Lauf ihres Durchganges durch die Stromaufzone der Mulde anzuwachsen und dann in der Stromabzone wegen des Wiederschmelzens abzunehmen. Diese Schicht weist also örtlich eine Maximaldicke in Form einer Auswölbung auf, die sich wegen der Symmetrie der Vorrichtung über die gesamte Länge einer Mantellinie des Zylinders erstreckt. Längs dieser Mantellinie nimmt man vorzugsweise die Steuerung vor, da das Vorliegen dieser durch die Kristalle gebildeten Auswölbung ausgenutzt werden kann, um den Durchgang der Schmelze von einer in die andere Zone der Mulde zu beschränken.
Die Steuerung kann einfach aus einer Anhäherung der Oberfläche des Zylinders und des Bodens der Mulde derart bestehen, daß man einen sehr verengten Spalt hat, durch den der Strom des Schmelzbades stark unterdrückt wird, jedoch ist es vorzuziehen, daß die Kristall schicht auf Höhe der Auswölbung direkt in Kontakt mit dem Boden der Mulde gelangt, um diese Zirkulation zwischen den Zonen zu verhindern.
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Jedoch stellte man unter diesen Bedingungen fest, daß einige Kristalle poröse Anhäufungen bildeten, in deren Innerem sich eine verhältnismäßig große Menge des Schmelzbades derart ansammelte, daß sich ein Transport unreinen Metalls zur Stromabzone, d. h. zur Zone des Wiederschmelzens, und damit eine Verringerung der Reinheit des Metalls ergaben.
Daher wird die Steuerung auch derart durchgeführt, daß der Abstand zwischen dem Zylinder und dem Boden der Mulde im Bereich der Steuerung auf einen Wert unterhalb der Dicke der Auswölbung der Kristalle gebracht wird. Bei dieser Arbeitsweise komprimiert man die Kristalle und treibt die Schmelze aus ihrer Masse vor ihrem Eintritt in die Stromabzone zum Wiederschmelzen aus. Eine solche Steuerung hat sich als besonders wirksam hinsichtlich der Reinheit des erhaltenen Metalls-erwiesen.
Es gibt zwei Varianten der Durchführung dieser Steuerung, die entweder die Verwendung einer Mulde mit einem Boden besonderer Form oder die Verschiebung des Zylinders gegenüber der Mulde vorsehen.
Was die Form des Bodens betrifft, so kann sie im Bereich engen Abstands ein zur Oberfläche des Zylinders konzentrisches, kreisförmiges Profil aufweisen, so daß ein Volumen geschaffen wird, das die Form eines Kappenteils hat. Dieses Volumen verlängert sich zu beiden Seiten des Zylinders in einem Stromauf- und einem Stromabvolumen, die Badreserven darstellen und mit Mitteln zum Einspeisen zu reinigenden Metalls und zum Abführen der gereinigten Schmelze und der Schmelze versehen sind, die sich im Lauf der Behandlung an Verunreinigungen angereichert hat.
Jedoch kann in dem Fall, wo man keine Kompression der Kristalle
vornimmt ,Jdieser Kappenteil als halle fur verunreinigte Schmelze dienen. Daher ist es vorzuziehen, dem Boden der Mulde ein solches Profil zu gebenJdaß der Abstand zwischen dem Zylinder und dem Boden der Mulde in der Stromaufzone abnimmt und in der Stromabzone zunimmt, wenn man der Rotationsrichtung des Zylinders folgt. Die Stelle, wo der Abstand am geringsten ist, entspricht angenähert der Mantel linie des Zylinders, auf der die Auswölbung liegt. DieserJAbstand kann größer als die Höhe dieser Auswölbung sein, ist jedoch vorzugsweise gleich der oder noch besser geringer als diese Hohe, so daß die Kristalle komprimiert werden und die Schmelze zur Stromaufzone ausgetrieben wird.
Die Steuerung kann auch erhalten werden, indem man den Zylinder gegenüber dem Boden der Mulde entsprechend einer zyklischen Bewegung verschiebt, die eine Translation des Zylinders nach unten, eine Rotation auf dem Boden der Stromaufzone der Mulde und eine Rückführung zur Ausgangslage umfaßt.
Bei seiner Translationsbewegung nach unten kommt der Zylinder in Kontakt mit Kristallschicht an der Stelle, wo ihre Dicke am größten ist, so daß die Kristalle komprimiert werden. Dann komprimiert der Zylinder beim Abrollen auf dem Boden der Mulde die stromaufjliegende Kristanschicht, wobei er die Schmelze zur Stromaufreserve der Mulde zurückdrängt. Diese Rollbewegung kann den gesamten mit Kristallen bedeckten Abschmtt/des Zylinders oder einen Teil davon erfassen. Schließlich wird der Zylinder in seine Ausgangslage zurückgeführt, und die normale Rotationsbewegung des Zylinders, die direkt vor dem Ablauf des Zyklus unterbrochen wurde, wird wieder aufgenommen.
Eine solche zyklische Bewegung kann durch jedes an sich bekannte mechanische Mittel bewirkt werden, das auf die Lage der Achse des Zylinders und dessen Drehung einwirkt.
Diese Steuerungsart wird auf eine Mulde mit einer zu der des Zylinders konzentrischen Form angewandt, sie kann jedoch auch mit der Mulde besonderer Form kombiniert werden.
Die zyklische Bewegung erfolgt nach einer gewissen, mit der Rotation des Zylinders verknüpften Periodizität. So wird sie nach einer Rotationsdauer begonnen, die höchstens gleich der dazu erforderlichen Zeit ist, daß ein Punkt des Zylinders die gesamte Stromaufzone durchläuft. /
In dieser Weise kann man annehmen, daß die gesamte Kristal!schicht einer Kompressionsbehandlung unterworfen wird, und keine Gefahr läuft,
unreine Schmelze in die Stromabzone mitzureißen-
Das Verfahren gemäß der Erfindung kann verbessert werden, indem man der Mulde eine solche Form gibt, daß das Volumen der Stromabzone größer als das Volumen der Stromaufzone ist. Dies ermöglicht, eine größere heiße Schmelzenbewegungsmasse zu haben und das Wiederschmelzen zu erleichtern, wodurch vermieden wird, daß ein Teil der Kristalle aus dem Bad gelangt.
Falls man eine sehr große Metall reinheit zu erhalten wünscht, kann man das Verfahren infals Reihe von "n" Stufen montierten Vorrichtungen anwenden. In einem System mit zwei Stufen speist beispielsweise die von der ersten Stufe austretende gereinigte Schmelze die zweite, während die unreine Mutterschmelze der zweiten Stufe zum Speisen der ersten rückgeführt wird. Die Schmelzenmengen, die in jeder der Vorrichtungen zirkulieren, entsprechen zu jeder Zeit der folgenden Gleichung: Die in die Stromaufzone eingeführte Schmelzenmenge ist gleich den Mengen der in den Stromauf- und Stromabzonen abgezogenen Schmelzen. Das Verfahren gemäß der Erfindung sieht einen
Zylinder vor, dessen Drehzahl man steuert, um ein Produkt gewünschter Reinheit zu haben. Nach dem Stand der Technik wird diese Drehzahl so bestimmt, daß die Verweilsdauer der in das Schmelzbad eingetauchten Zylinderoberfläche gleich einem bestimmten Wert ist, der dem mit einem bestimmten Koeffizient multiplizierten Durchmesser des Zylinders entspricht. Der Koeffizient hängt im wesentlichen von der Art des abzuscheidenden Metalls, den Temperaturen des Bades und des Zylinders, d. h. von Parametern ab, die im Lauf des Betriebs variieren können und allgemein zu zufälligen Reinheiten führen.
Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiele näher erläutert; darin zeigen:
Fig. 1 eine Vertikal Schnittansicht nach einem Kreis des Zylinders der für das.Verfahren verwendeten Vorrichtung;
Fig. 2 einen gleichen Schnitt, wobei die Mulde eine besondere Form aufweist;
Fig. 3, 4, 5 und 6 je einen gleichen Schnitt, womit die Phasen der zyklischen Bewegung veranschaulicht werden;
Fig. 7 eine schematische Aufsicht des Zylinders und der Mulde; und
Fig. 8 eine entsprechende Aufsicht im Fall eines Reinigungssystems mit zwei Stufen.
In Fig. 1 erkennt man den Zylinder 1, der zu einer Rotationsbewegung um seine Achse 2 entsprechend dem Pfeil 3 angetrieben wird und teilweise in eine Mulde 4 eingetaucht ist, wobei er natürlich gekühlt wird und mit dieser Mulde 4 einen verengten Abstand 5 mit der Form eines Kappenteils bildet, der die Mulde 4 in eine Stromaufzone 6 und eine Stromabzone 7 unterteilt, die jeweils Metallreserven einerseits von sich an Verunreinigungen anreicherndem Metall und andererseits von gereinigtem Metall darstellen. Die am gekühlten
Zylinder gebildeten Kristalle 8 bilden auf dem eingetauchten Teil des Zylinders eine Schicht mit einer Auswölbung, die eine Verengung zwischen den beiden Zonen 6 und 7 schafft. Heizmittel 9 ermöglichen, das Schmelzbad der Stromaufzone im flüssigen Zustand zu halten, während der nicht eingetauchte Teil des Zylinders 1 durch Rampen 10 zum Verteilen eines kalten Fluids gekühlt wird. Das Wiederschmelzen der Kristalle wird durch Erhitzen des Oberflächenteils des Zylinders zwischen den zwei Sektoren 11 mittels eines Heizfluids erreicht, das mittels der hohlen Welle 12 und von Eintritts- und Ausgangsöffnungen in dieser Welle 12 zu- und abgeführt wird.
Die Pfeile 13, 14 und 15 in Fig. 1 zeigen die Punkte der Einführung von zu reinigendem Metall, der Abführung der reinen Schmelze und der Abführung von an Verunreinigungen angereichter Mutterschmelze.
Fig. 2 zeigt eine Mulde 4 von besonderer Form, in der der Abstand zwischen dem Zylinder 1 und dem Boden der Mulde 4 in der Rotationsrichtung des Zylinders 1 in der Stromaufzone 16 abnimmt und in der Stromabzone 17 zunimmt und wo die Auswölbung von Kristallen dem Mindestabstand zwischen dem Zylinder 1 und der Mulde 4 entspricht.
Die Fig. 3 bis 6 zeigen die verschiedenen Phasen der zyklischen Bewegung des Zylinders 1. In Fig. 3 befindet sich der Zylinder 1 in normaler Rotation. In Fig. 4 macht er eine vertikale Translation nach unten durch. In Fig. 5 rollt er auf dem Boden der Stromaufzone der Mulde derart ab, daß die Kristalle auf einer Länge der Mulde, die dem Bogen 19 entsprechen, komprimiert werden.\ln Fig. 6 hat der Zylinder seine Ausgangslage wieder erreicht.
Fig. 7 zeigt in Aufsicht den Zylinder 1, der sich in der durch den Pfeil 3 angedeuteten Richtung dreht, und die Stromaufzone 6 sowie
die Stromabzone 7 der Mulde. Das zu reinigende Metall wird bei 13 zugeführt, und man zieht die gereinigte Schmelze bei 14 und die an Verunreinigungen angereicherte Schmelze bei 15 ab.
Fig. 8 zeigt ein Reinigungssystem mit zwei Stufen, d. h. das zwei Zylinder 1 und Γ aufweist, die sich entsprechend den Pfeilen bzw. 3' drehen, teilweise in die Mulden 4 bzw. 41 eingetaucht sind und die Stromaufzone 6 bzw. 6' und die Stromabzone 7 bzw. 71 bilden. Das zu reinigende Metall wird bei 13 in die Stromaufzone 6 zugeführt, auf dem Zylinder 1 kristallisiert, in der Stromabzone 7 wieder geschmolzen, und die Schmelze wird entsprechend dem Pfeil 14 in die Stromaufzone 6' geleitet, wo sie auf dem Zylinder Γ kristallisiert und danach in der Stromabzone 71 wieder geschmolzen wird, wo sie im sehr reinen Zustand bei 14' gewonnen wird. Die an Verunreinigungen angereicherte und bei 1-5' in der Stromauf zone 6' abgezogene Schmelze wird zur Einspeisung 13 in die Stromaufzone 6 rückgeführt, während % die in der Stromaufzone 6 gebildete sehr unreine Schmelze aus dem Kreislauf bei 15 abgeführt wird. ■ *
Die Erfindung kann mittels des folgenden Anwendungsbeispiels erläutert werden, in welchem eine 0,2 Gew. % Eisen enthaltende Aluminiumlegierung nach dem Verfahren in der Vorrichtung gemäß Fig. 7 behandelt wurde, wo der Zylinder einen Durchmesser von 0,5 m hatte und sich mit einer Drehzahl von 1 U/min drehte. Bei einer Temperatur der Wand des Zylinders von 600 0C zur Zeit, wo er in das Schmelzbad eintrat, einer Temperatur des Metalls von 670 0C in der Stromaufzone und Temperaturunterschieden von 50 0C zwischen der Stromabzone und der Stromaufzone und von 10 0C zwischen dem Punkt der Abführung der mit Verunreinigungen beladenen Schmelze und dem Einspeisungspunkt für das zu reinigende Metall erzeugte man ein gereinigtes Aluminium, das nur noch 0,05 Gew. % Eisen enthielt, und eine Mutterschmelze mit einem Eisengehalt von 1 Gew. %.
Dieses Verfahren gemäß der Erfindung ist bei allen kontinuierlichen Reinigungsbehan._,dlungen von Metallen und insbesondere von Aluminium anwendbar.
- Leerseite -

Claims (7)

Patentansprüche
1. Verfahren zur kontinuierlichen Reinigung, von Metallen durch fraktionierte Kristallisation auf einem gekühlten Teil der Oberfläche eines rotierenden Zylinders (1), der teilweise in ein in einer Mulde (4) enthaltendes Metallschmelzbad eingetaucht ist,
dadurch gekennzeichnet, daß man den Abstand zwischen dem Zylinder (1) und dem Boden der Mulde (4) steuert und die Mulde (4) in Rotationsrichtung (3) des Zylinders (1) in eine -Stromaufzone (6) und eine Stromabzone (7) unterteilt, die voneinander praktisch unabhängig sind,
daß man die Stromabzone (7) erhitzt und die Kristalle (8) im Inneren des Bades wieder schmilzt und
daß man in dieser Zone (7) wenigstens einen Teil der vom Wiederschmelzen stammenden gereinigten Schmelze entnimmt.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß man den Abstand zwecks Komprimierens der Kristalle (8) auf einen Wert unter der Maximaldicke der Kristal!schicht steuert.
3. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß man den Abstand durch Ausbilden des Bodens der Mulde (4) mit einem derartigen Profil steuert, daß der; Abstand zwischen dem Zylinder (1) und dem Boden der Mulde (4) in Rgtationsrichtung des Zylinders (1)
503-(BR 2471)-TF
in der Stromaufzone (16) abnimmt und in der Stromabzone (17) wächst.
4. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß man den Abstand durch Verlagerung des Zylinders (1) in einer zyklischen Bewegung steuert, die eine Translation (18) nach unten, eine Drehung (19) auf dem Boden der Stromaufzone (6) der Mulde (4) und eine Rückführung in die Anfangslage umfaßt.
5. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß man die zyklische Bewegung nach einer Dauer normaler Rotation des Zylinders (1) beginnt, die höchstens gleich der zum Durchgang eines Punktes des Zylinders (1) durch die ganze Stromaufzone (6) erforderlichen Zeit ist.
6. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß man den Abstand durch Ausbilden der Mulde^mit einer derartigen Form steuert, daß das Volumen der Stromabzone (17) größer als das der Stromaufzone (16) ist.
7. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die in der Stromabzone (7) entnommene gereinigte Schmelze nochmals gemäß Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 behandelt wird.
DE19853517386 1984-05-17 1985-05-14 Verfahren zur kontinuierlichen reinigung von metallen durch fraktionierte kristallisation auf einem rotierenden zylinder Granted DE3517386A1 (de)

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