DE941390C

DE941390C - Device for cleaning metals and alloys, especially light metals

Info

Publication number: DE941390C
Application number: DEJ89A
Authority: DE
Inventors: Dr Anton Vaeth
Original assignee: HELENE JUNGHANS GEB SIGEL
Current assignee: HELENE JUNGHANS GEB SIGEL
Priority date: 1949-11-01
Filing date: 1949-11-01
Publication date: 1956-04-12

Description

Vorrichtung zum Reinigen von Metallen und Legierungen, besonders von Leichtmetallen Zur Reinigung von Metallen und Legierungen hat ;man bereits vielfach versucht, die Zentrifugalkraft anzuwenden. Auf die in -der Schmelze bzw. in der erstarrenden Schmelze vorhandenenBestandteile wird durch die Zentrifugalwirkung eine den spezifischen Gewichten der einzelnen Bestandteile direkt proportionale Schleuderkraft ausgeübt, wodurch eine Trennung ermöglicht wird.Device for cleaning metals and alloys, especially of Light metals For cleaning metals and alloys, one has already done many tries to apply centrifugal force. On the in-the melt or in the solidifying melt is caused by the centrifugal effect one that is directly proportional to the specific weights of the individual components Centrifugal force exerted, which allows separation.

Die bisher entwickelten Verfahren dieser Art scheiterten aber meistens. an der Vorrichtung zu ihrer Ausführung. Entweder gestattete ihre Konstruktion nicht die Anwendung eines Zentrifugaldruckes, .der zu einer hinreichenden Scheidung der Bestandteile notwendig war, oder aber die geschaffenen Möglichkeiten der Trennung der durch die Sohleuderwirkung entstandenen Anreicherungsschichten an Verunreinigungen und an reinen Legierungsbestandteilen waren nicht genügend wirksam.The procedures of this kind developed up to now mostly failed. on the device for their execution. Either their construction did not allow the application of a centrifugal pressure, which leads to a sufficient separation of the Components was necessary, or the created possibilities of separation the accumulation layers of impurities created by the sole oar effect and on pure alloy components were not sufficiently effective.

Nach Patent 939 405 wird ein besonderes Verfahren zum Reinigen von Metallen und Legierungen durch Zentrifugieren der erstarrenden Schmelze vorgeschlagen, bei dem eine besondere Druck- und Wärmebehandlung das Arbeitsergebnis vorteilhaft beeinfluBt. Eingehende Überlegungen haben nun zu einer Konstruktion einer Metallschleudereinrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens geführt, die die vorerwähnten Nachteile der bisher bekanntgewordenen Schleudereinrie'htungen nicht mehr aufweist und eine einwandfreie Trennung der verunreinsgenden Bestandteile von der Schmelze ermöglicht.According to patent 939 405, a special method for cleaning Suggested metals and alloys by centrifuging the solidifying melt, in which a special pressure and heat treatment is beneficial to the work result affects. Detailed considerations now have to do with the construction of a metal spinner led to the execution of this method, which the aforementioned disadvantages of the hitherto known Schleudereinrie'htungen no longer has and a faultless one separation of the contaminating constituents from the melt.

Weitere Einzelheiten der Erfindung und ihre vorteilhafte Durchbildung sind an Hand: des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsibeispieles beschrieben.Further details of the invention and its advantageous implementation are described on the basis of the exemplary embodiment shown in the drawings.

Abb. i zeigt schematisch eine Zentrifu@gieranlage, teilweise im Schnitt; Abb. 2 zeigt die Trommel mit Eingießvorrichtung in zwei Ansichten und teilweise im Schnitt; Abb. 3 zeigt innere Begrenzungskurven des Metalls für drei verschiedene Drehzahlen; Ab-b- 4 zeigt den Abnehmer in Ansicht; Abb. 5 zeigt eine Draufsicht auf den Abnehmer mit Aufheizvorrichtung, Abb.6 eine Ansicht auf die Schneidleanten des Abnehmers, Abb. 7 die Eingießvorrichtung in Ansicht, Abb.8 eine Draufsicht auf die Eingießvorrichtung.Fig. I shows schematically a centrifugation system, partly in section; Fig. 2 shows the drum with pouring device in two views and partially on average; Fig. 3 shows inner limiting curves of the metal for three different ones Speeds; Ab-b- 4 shows the customer in view; Fig. 5 shows a top view on the consumer with heating device, Fig. 6 a view of the cutting leashes of the customer, Fig. 7 the pouring device in view, Fig.8 a plan view the pouring device.

Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einer auf einen drehbaren starkwandigen Sockel h fest aufmontierten Trommel a (Ab!b. i),. die 'in ihrem inneren Teil beiderseits geöffnet ist. Der Durchmesser der inneren Öffnung beträgt dabei mindestens die Hälfte des Trommelidurchmessers, während die nutzbare Höhe der Trommel ein Viertel bis ein Drittel des Trommeldurchmessers nicht überschreitet. In :das :-innere Profil der Trommel a reicht ein radial zur Trommel beweglich angeordneter, trichterförmiger Abnehmer m, dessen Profil dem Trommelprofil angep:aßt ist und der zur Wegnahme der einzelnen Sieigerzonen und der Masse der gereinigten Legierung dient.The device consists essentially of a rotatable on a thick-walled base h firmly mounted drum a (Ab! b. i) ,. the 'inside Part is open on both sides. The diameter of the inner opening is at least half the drum diameter, while the usable height of the drum does not exceed a quarter to a third of the drum diameter. In the : -internal profile of the drum a extends radially to the drum movably, funnel-shaped customer m whose profile is adapted to the drum profile and the to remove the individual Sieiger zones and the mass of the cleaned alloy serves.

Die ringförmig angeordneten Stützen u und v, welche gleichzeitig die Antriebsrollen oder -Antriebsräder c (Abb. i) tragen, bilden eine feste Lagerung für Sockel b und Trommel a, so daß auch hohe Drehzahlen ohne Gefährdung der Vorrichtung gefahren werden können.The annularly arranged supports u and v, which at the same time carry the drive rollers or drive wheels c (Fig. I), form a fixed bearing for the base b and drum a, so that even high speeds can be run without endangering the device.

Die Beschickung der Trommel erfolgt durch eine höhen- und seitenbewegliche Eingießvorrichtung f. Diese besteht aus einem ausgekleideten Stahltiegel mit einer Ausflußöffnung y, die einen Austritt des flüssigen Materials tangential zum Trommelrand ermöglicht, einer Haltevorrichtung g mit- einem drehbaren Gelenk. Die Eingießvorrichtung ist außerdem radial zur Trommelachse und in der Höhe durch .den Antrieb i auf !der Spindel h beweglich.The drum is fed by a vertically and laterally movable pouring device f, which consists of a lined steel crucible with an outflow opening y which allows the liquid material to exit tangentially to the edge of the drum, a holding device g with a rotatable joint. The pouring device can also be moved radially to the drum axis and in height by means of the drive i on the spindle h.

Die Vorwärmung der Trommel a erfolgt durch eine ein- oder mehrflammige Heizvorrichtung z (Abb._ 5), deren Brenndüsen die Flamme tangential zur Trommelwandung austreten lassen.The drum a is preheated by a single or multiple flame Heating device z (Fig._ 5), whose burner nozzles the flame tangential to the drum wall let out.

Der Boden der Drehtrommel a und ihre Seitenwände sind mit einer feuerfesten. Auskleidung k versehen. Der Innenrand der Bodenauskleidung trägt zweckmäßigerweise einen Wulst i, um Metallverlustebeider Beschickung derTrommel möglichst zu vermeiden. In dem Wulst werden Abflußstellen w angebracht (Abb. i), -äm nach dem Schleudern und Trennen der Hauptmasse des zu reinigenden Gutes die verbleibende Restschmelze zum Ablauf' nach Stillstand der Schleudervorrich tung zu bringen.The bottom of the rotary drum a and its side walls are covered with a refractory. Lining k provided. The inner edge of the floor lining expediently carries a bead i in order to avoid metal loss when loading the drum as much as possible. Drainage points w are made in the bead (Fig. I), -äm after centrifugation and separating the main mass of the goods to be cleaned, the remaining residual melt to expire 'after the centrifugal device has come to a standstill.

Hat die Trommel a die nötige Drehzahl erreicht, dann wird -die Eingießvorrichtung f in die Trommel eingefahren (Abb.2), und zwar'so, daß der Aus-. lauf y über den Wulst L des Trommelbodens ragt. Die zu reinigende Charge wird nunmehr in die Eingießvorrichtung gegossen.When the drum a has reached the required speed, the pouring device f is retracted into the drum (Fig. run y protrudes over the bead L of the drum base. The batch to be cleaned is now poured into the pouring device.

Versieht man die Eingießvorrichtung f mit einer Einblasvorrichtung d (Abb. 8) für aktive Gase, so kann man die Schmelze beim Durchgang durch die Eingießvorrichtung f einer Reinigungsbehandlung unterziehen. Man kann also das Metall beim Ausfließen chlorieren oder :mit Schwefelwasserstoff behandeln. Das Gas, das zur Reinigung der Schmelze dient, tritt durch das im unteren Tiegelteil befindliehe Ausströmventil e aus und kann mit dem durch die Eingießvorrichtung strömenden Metall reagieren.If the pouring device f is provided with an injection device d (Fig. 8) for active gases, you can see the melt as it passes through the pouring device f subject to cleaning treatment. So you can see the metal flowing out chlorinate or: treat with hydrogen sulfide. The gas that is used to purify the Melt is used, passes through the discharge valve located in the lower part of the crucible e and can react with the metal flowing through the pouring device.

Die S@chleil,d-ertro@mmel a wird nun Abis zu ihrem inneren Wulst r mit der Metallmasse gefüllt. Nach Beendigung der Füllung wird die Eingi.eßvorrichtung f aus der Trommel ausgefahren. Durch die Schleuderwirkung nimmt das Metall bei senkrechter Drehachse -die in der Abb.3 für verschiedene Drehzahlen aufgezeichneten inneren Begrenzungskurven ein. Die mit i bezeichnete, ausgezogene Linie ist dabei die Begrenzungskurve bei maximaler Drehzahl, die gestrichelt gezeichnete Linie ,2 stellt die Kurve bei minimaler Drehzahl dar und die strichpunktierte Linie 3 die Begrenzungskurve bei mittlerer Drehzahl. Durch das Zentrifugieren entmischen sich nun die aus der erstarrenden Schmelze auskristallisierenden Bestandteile entsprechend ihren spezifischen Gewichten. Ist die Schmelze genügend abgekühlt und entmischt, fährt man den Abnehmer m, der auf der Spindel s durch den Antriebt (Abb, i) in der Höhe verschiebbar angeordnet ist und außerdem auf dem Ausleger r (Abb. i) radial zum Trommelmittelpunkt bewegbar .ist, in die Trommel ein. Nunmehr wird- Schicht. um Schicht der geschleuderten Metallmase wegbenommen. Die Wegnahme der Schichten kann mit aller Vorsicht geschehen, @da die radiale Bewegung des Abnehmers m sehr fein gesteuert werden kann. Das Außenprofil des Abnehmers entspricht der Kurve eines sich ausbildenden Drehparafboloids bei einer mittleren Drehzahl. ` Die abgenommenen Schichten fallen durch die Auswürföffnung p des Abnehmers in die Abflußvorrieh-tungq_(Abb. i), wo sie dann Sonderbehältern .entsprechend" der gewünschten Trennung zur Weiterbehandlung zugeleitet werden. Die Abflußvorrichtung q ist -in der Höhe verstellbar und kann aus dein Raum unter der Trommel ausgefahren werden.The S @ chleil, d-ertro @ mmel a now becomes Abis to its inner bead r filled with the metal mass. After completion of the filling, the pouring device f extended from the drum. Due to the centrifugal effect, the metal increases when it is vertical Axis of rotation - the inner ones recorded in Fig. 3 for different speeds Limiting curves on. The solid line marked i is the limiting curve at maximum speed, the dashed line, 2 represents the curve at minimum speed and the dash-dotted line 3 represents the limiting curve at medium speed. As a result of the centrifugation, the solidifying particles separate Melt crystallizing constituents according to their specific weights. If the melt has cooled down sufficiently and has segregated, one drives the customer m, the arranged vertically on the spindle s by the drive (Fig, i) is and also movable on the boom r (Fig. i) radially to the center of the drum .is into the drum. Now becomes layer. by layer of hurled metal taken away. The removal of the layers can be done with great care, @da die radial movement of the pickup m can be controlled very finely. The outer profile of the pick-up corresponds to the curve of a rotating parafboloid that is being formed a medium speed. `The removed layers fall through the discharge opening p of the customer in the Abflussvorrieh-tungq_ (Fig. i), where they then special containers "Corresponding" to the desired separation for further processing. The drainage device q is adjustable in height and can be removed from your room under the drum can be extended.

Die Schneidkante 4 (A.bb. 4, 5 und 6) des Abnehmers m wird der einer mittleren Drehzahl der Trommel a entsprechenden inneren Begrenzungskurve 3 (Abb. 3) profiliert. Da diese Kante starker Abnutzung ausgesetzt d-st, bewehrt man sie mit einer gehärteten Stahlschneide 4. Es ist bei Legierungen, die rasch erstarren und dem schichtweisen Wegnehmen durch den Abnehmer m größeren Widerstand bieten, zweckmäßig, die Schneidkante des Abnehmers mit nahezu senkrecht zurKante stehenden Zähnen 5 (Abb. 6) zu bewehren, um die abzunehmende Schicht zu brechen und dadurch auch leichter durch die Auswurföffnung p des Abnehmers in zu bringen.The cutting edge 4 (A.bb. 4, 5 and 6) of the customer m becomes the one mean speed of the drum a corresponding inner limiting curve 3 (Fig. 3) profiled. Since this edge is exposed to heavy wear, it is reinforced with a hardened steel cutting edge 4. It is used with alloys that solidify quickly and layer by layer Removal by the customer m greater resistance offer, expediently, the cutting edge of the collector with almost perpendicular to the edge To reinforce standing teeth 5 (Fig. 6) in order to break the layer to be removed and therefore easier to bring in through the discharge opening p of the consumer.

Wird beim Schleudern und Wegnehmen der einzelnen Schichten der eingebrachten Metallmasse die Temperatur zu niedrig und damit -das Metall zu fest, so kann man am Abnehmer m eine einfache Heizvorrichtung z anbringen und das eingebrachte Metall bis zur gewünschten Temperatur aufheizen (Abb. 5).Is used when the individual layers are spun and removed Metal mass the temperature too low and thus the metal too solid, so you can Attach a simple heating device to the customer m and the introduced metal heat up to the desired temperature (fig. 5).

Hat man die zu trennenden Schichten bis auf die letzte an der Trommelwandung anliegende entfernt, fährt man den Abnehmer nrz aus und schmilzt durch eine Heizvorrichtung, wie sie bereits beschrieben wurde, diese Außenschicht aus. Sie läuft nach Stillsetzen der Trommel a durch die im Wulst L angeordneten Abflüsse w in die Auffangvorrichtung q. Die Metallschleuder ist nun für eine neue Charge aufnahmebereit.Once the layers to be separated have been removed except for the last one lying on the drum wall, the doffer is extended and this outer layer is melted using a heating device, as has already been described. After the drum a has stopped, it runs through the drains w arranged in the bead L into the collecting device q. The metal spinner is now ready for a new batch.

In der beschriebenen Anordnung war die Drehachse der Trommel senkrecht gestellt. Man kann die Vorrichtung in gleicher Weise mit waagerecht gelegter Drehachse der Trommel bauen. Die Vorrichtung kann auch für halb- oder vollständig kontinuierlichen Betrieb ausgebaut werden.In the arrangement described, the axis of rotation of the drum was perpendicular posed. You can use the device in the same way with a horizontal axis of rotation build the drum. The device can also be used for semi- or fully continuous Operation to be expanded.

Während des Schleuderns kann sieh dieTrommel durch die aus der erstarrenden Legierung frei werdende Wärme beträchtlich aufheizen, so daß, um eine etwa notwendige Temperatursenkung der Schmelze zu erreichen und gegebenenfalls auch die Trommel vor Uber!hitzung zu -schützen, eine geeignete Kühlung der Trommel erforderlich wird. Diese muß beliebig ein- und ausschaltbar bzw. regulierbar sein. Man kann sie durch Anblasen mit kalter Luft oder durch Anbringen von klappbaren Flügeln an der Drehtrommel erhalten.During the spinning, the drum can be seen through the solidifying Alloy released heat heat up considerably, so that in order to achieve any necessary To achieve lowering of the temperature of the melt and possibly also the drum To protect against overheating, suitable cooling of the drum is required. This must be able to be switched on and off or regulated as required. You can get through it Blowing on with cold air or by attaching folding wings to the rotating drum obtain.

Claims

LEGAL CLAIMS: i. Device for cleaning metals and alloys, especially light metals, which works in batches according to the method according to patent 939405 , with a heatable, lined drum rotatable about a horizontal or vertical axis of rotation, characterized in that it is firmly mounted on a rotatable thick-walled base (b) Sthleudertrommel (ä) is open on both sides in its inner part in order to introduce the goods to be cleaned here and to remove them after cleaning, the diameter of the inner drum opening being at least half the drum diameter, while the usable height of the drum is a quarter to a third of the Drum diameter does not exceed.

2. Apparatus according to claim i, characterized in that! The base (b) is driven by friction wheels (c) or ring gear drive and in .einem frame (u and v), which at the same time carries the drive device (c), rotatable but is dynamically fixed, so that the centrifugal drum can be driven at high speeds.

3. Device according to claims i and 2, characterized in that that inside the centrifugal drum (a) a single or multi-flame heating device is attached, the burner nozzles are arranged so that the flame guide tangential for turning the drum and in the direction of rotation of the drum.

4. Infeed device for Feeding the centrifugal drum according to claims i to 3, characterized in that that its outlet opening (y) is designed so that the outflowing metal is tangential enters the drum (a).

5. Pouring device according to claim 4, characterized in that that in its lower part, near the metal outlet, an injection device (d) is attached through which active substances, e.g. B. chlorine or hydrogen sulfide, blown into the liquid metal flowing through the pouring device for cleaning can be.

6. Funnel-shaped collector for discharging the separated molten metal from the centrifugal drum according to claims i and 2, characterized in that its profiling is designed according to the inner profile of the drum, wherein the cream edge (4) is a curve of the forming at medium drum speed Rotary parabololds that form due to the centrifugal effect when the axles are arranged vertically forms or is held parallel to the drum wall.

7. Customer according to claims 6, characterized in that the cutting edge (4) of the doffer (m) is used for reinforcement a steel cutting edge and for very rapidly solidifying and solid alloys The teeth (5), which are arranged almost perpendicular to the cutting edge, are used to crush the sheared-off teeth Metal layers is equipped. B. Cooling device for the centrifugal drum Claim i, characterized in that mechanically or electrically or by a certain speed of the drum controlled, attached to the rotating drum and on the drum wall adjacent wings are erected, which air cooling the Effect drum.