EP0169290A2 - Device for use in the degassing of molten metal - Google Patents

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EP0169290A2
EP0169290A2 EP84810534A EP84810534A EP0169290A2 EP 0169290 A2 EP0169290 A2 EP 0169290A2 EP 84810534 A EP84810534 A EP 84810534A EP 84810534 A EP84810534 A EP 84810534A EP 0169290 A2 EP0169290 A2 EP 0169290A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
nozzle
clamping plate
seal
side wall
nozzle unit
Prior art date
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EP84810534A
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German (de)
French (fr)
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EP0169290B1 (en
EP0169290A3 (en
Inventor
Robert E. Hershey
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3A Composites International AG
Original Assignee
Alusuisse Holdings AG
Schweizerische Aluminium AG
Alusuisse Lonza Services Ltd
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Publication date
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Publication of EP0169290A2 publication Critical patent/EP0169290A2/en
Publication of EP0169290A3 publication Critical patent/EP0169290A3/en
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D1/00—Treatment of fused masses in the ladle or the supply runners before casting
    • B22D1/002—Treatment with gases
    • B22D1/005—Injection assemblies therefor

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for use in degassing molten metal and to the improved design of a nozzle unit for use in a vortex flow reactor for degassing molten metal using a purge gas.
  • the device comprises a chamber with an inner, elongated sidewall section, an outer, elongated sidewall section and a central axis, a device for the metal inlet at a first height and arranged tangentially to the said chamber in order to be able to introduce the molten metal tangentially into the said chamber that said molten metal flows with a swirling motion from said inlet for the molten M e-tall down through said chamber, a device for the metal outlet at a second height, located beneath said, first height for discharging the molten Metal from said chamber, and at least one device for the purge gas supply, said device being provided in said first, inner, elongated side wall section below said first height for introducing the purge gas into said chamber.
  • the vortex flow reactor comprises a first, elongated, substantially cylindrical side wall section and a second, converging downward side wall section below the first, substantially cylindrical wall section.
  • Inlet nozzles for rinsing gas are provided in the converging wall portion in different heights as it flows through from R eak- an optimal distribution toreinlinger to the reactor outlet of the Spülgasbläschen over the whole melt to achieve.
  • D are arranged in a nozzle in the converging wall portion of different height, the Spülgasdüsen also have different spacings from the central axis of the vortex flow reactor, whereby a maximum distribution of the Spülgasbläschen is achieved.
  • US Pat. No. 4,392,636 describes a gas inlet nozzle for use in a vortex flow reactor in accordance with US Pat. No. 4,177,066.
  • the design of the gas nozzle comprises a nozzle insert which is arranged in the wall of the vortex flow reactor and is flush with the inside of said wall.
  • the nozzle insert has a contact surface for receiving a conical nozzle tip made of ceramic or similar material.
  • the purging gas nozzle is pressed against the conical nozzle tip under spring pressure, in order to seal the nozzle against the conical tip and this against the nozzle insert, so that no metal escapes from the reactor in the region of the purging gas nozzle.
  • the purge gas nozzle is connected to the purge gas supply line via a nozzle screw connection with a seal between the screw connection and the purge gas nozzle. It has been shown that the rotary movement of the nozzle screw connection on the seal between the screw connection and the purge gas nozzle is disadvantageous for an effective seal. Because the vortex flow reactor is used to separate hydrogen and alkaline earth metals from melted serves aluminum and thereby active gases such as chlorine or the like. used, it is an absolute necessity to provide a really tight version for the purge gas supply.
  • An important object of the present invention is to provide a gas inlet nozzle in an improved version for use in a vortex flow reactor for degassing molten metal, in which there are no gas leaks between the nozzle screw connection and the purge gas nozzle.
  • Another object of the present invention is to provide an improved gas inlet nozzle using the aforementioned improvement which is easy to handle and is not expensive.
  • a device for the flushing gas introduction comprising a nozzle unit which, for the purpose of complete sealing, rests in an opening which is provided in the said first, inner, elongated side wall section, the said nozzle said senhow a nozzle nut, a mentioned before the nozzle nut and a clamping plate held nozzle body, a seal with a purpose of completely sealing adjacent to said nozzle body first portion and a lemm- for complete sealing at said K plate adjacent the second section, means for pressing Clamping plate in a non-rotatable version against said seal, and a screw attached to said nozzle for pressing said clamping plate against said seal and said seal against said nozzle body.
  • the present invention includes the improved design of a gas inlet nozzle for use in a vortex flow reactor for degassing molten metal using a purge gas.
  • the purge gas nozzle includes a D üsen lake disposed in the wall of the vortex flow reactor and is flush with the inside of the wall.
  • the nozzle insert has a contact surface for receiving a conical nozzle tip made of ceramic or similar material.
  • the purging gas nozzle is pressed against the conical tip in a spring-loaded manner in order to seal the nozzle against the conical tip, so that no metal escapes from the reactor in the area of the purging gas nozzle.
  • the purging gas nozzle is connected to the purging gas supply line via a nozzle screw connection which comprises a nozzle nut for receiving the nozzle body.
  • the nozzle nut receives a clamping plate which presses against a seal which is provided between the clamping plate and the rear of the nozzle body.
  • a screw with an external thread is over the thread is picked up by the nozzle nut and presses the clamping plate against the seal and accordingly against the nozzle body, in order to ensure a complete seal.
  • a spring washer can be provided between the clamping plate and the screw with an external thread in order to support the pressing of the clamping plate.
  • Said device for holding said clamping plate in a non-rotatable design can comprise at least one cutout in said nozzle nut, which receives a projection on said clamping plate.
  • a gas supply pipe can be firmly connected to the clamping plate.
  • Devices may be provided, which üsenech the D to said second, outer, elongated side wall portion, in order to fully compress seal in said opening.
  • An insert can be provided in said opening in said first, inner, elongated side wall section, which has a surface for receiving said nozzle unit in order to effect a complete seal between said nozzle unit and said nozzle insert and further can be used on said second one , outer, elongated side wall portion devices may be provided to said D üsenech to press against said nozzle insert.
  • a conical nozzle tip can also be provided on the device between said seat on said insert and said nozzle unit.
  • said pressing device can comprise an outer ring, which is optionally arranged with respect to said second, outer, elongated side wall section, and an inner ring, which is attached to the outer ring in a removable form, said inner ring having an associated spring device , so that the mentioned nozzle unit rests in such a way that it is pressed on for complete sealing.
  • Said outer ring can optionally rest on a number of bolts protruding from said second, outer, elongated side wall section, so that the pressure of said spring can act on said nozzle unit.
  • the invention also comprises a nozzle unit with a nozzle nut, a nozzle body held by said nozzle nut and a clamping plate, a seal with a first section which bears against said nozzle body for complete sealing, and a second section which bears against said one for complete sealing Clamping plate is present, a device for pressing said clamping plate in a non-rotating design against said seal, and a screw which is connected to said nozzle nut such that said clamping plate is pressed against said seal and said seal against said nozzle body.
  • a spring washer can be provided between said clamping plate and said screw.
  • Said device for holding the clamping plate in the nozzle unit can comprise, in a non-rotatable embodiment, at least one cutout in said nozzle nut, which receives a projection on said clamping plate. Furthermore, a gas supply pipe can be firmly connected to the clamping plate mentioned.
  • the flushing gas nozzle unit rests in a mounting bracket, which is rigidly connected to the outer wall of the vortex flow reactor.
  • the holder is designed so that the nozzle unit can be easily removed and replaced in the event of a blocked nozzle tip or wear of the conical nozzle tip or in a similar case.
  • the device in the context of the present invention prevents metal leaks from the reactor in the region of the nozzle tip, prevents gas leaks in the flushing gas supply line and enables simple replacement of the nozzle in the event of a blockage or in similar cases.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a preferred embodiment of the W irbelströmungsreaktors disclosed in U.S. Patent 4,177,066 with the improved design of a gas inlet nozzle in the present invention.
  • Fig. 2 is a schematic sectional view of the gas inlet nozzle in the context of the present invention according to line II-II of Fig. 3.
  • Figure 3 is a front view of the gas inlet nozzle mounting bracket attached to the vortex flow reactor.
  • a bb. 4 is an exploded view of the components of the gas inlet nozzle in the present invention.
  • a bb. 1 shows the built-in purge gas nozzle in the preferred exemplary embodiment of a vortex flow reactor 10 with a first, essentially cylindrical side wall section 12 and a second, converging downward side wall section 14 below the cylindrical side wall section 12.
  • the purge gas nozzle in the context of the present invention can, as already mentioned, in all can be installed in the context of US Pat. No. 4,177,066 described eddy flow reactors, and therefore the specific details of the implementation of said vortex flow reactors is referred to herein.
  • a number of gas inlet nozzle units are secured in the converging side wall section 14 using the mounting frame 16.
  • the details of the design of the gas inlet nozzle and the mounting frame are described in detail.
  • Fig. 2 shows the converging side wall section 14 of the vortex flow reactor with a first inner wall 18 made of a suitable, refractory material and a second outer wall 20, preferably made of steel, with a space to the inner wall 18.
  • the space 22 between the inner wall 18 and the outer wall 20 is preferably filled with suitable insulating material.
  • the A ussenwand 20 is installedtattet with a number of flange plates 2 4, the number of which depends on the number of belströmungsreaktor on W IR nozzles provided.
  • the F lanschbleche 24 have an opening 25 for receiving a D üsenech and either integrated into the wall 20 or spaced from the wall 20 and chweissen in a corresponding cutout in the wall 20 by S or a similar process can be attached.
  • the flange plates 24 each have a number of screw bolts 26 which are secured in the holes 28 provided in the flange plates 24 by welding or a similar method.
  • the vortex flow reactor has a number of purge gas nozzle units.
  • All of the nozzle units mentioned are fastened via an outer ring 30 to a flange section 32 and an upstanding section 36, the flange section 32 having a number of holes 34 for securing the outer ring 30 to the screw bolts 26.
  • the outer ring 30 is optionally placed on the bolts 28 with a lock over the nuts 38 and spring washers 40 with respect to each flange plate 24, in order to be able to regulate the contact pressure on the nozzle unit, as described in more detail hereinafter.
  • the inner wall 18 is provided with a number of passage openings 42 corresponding to the arrangement and number of O EFF voltages provided in the flange plates 24 25th
  • each of the D urchlassö réelleen 42 is a die insert 44 having a D urchlass 46 and a conical bearing surface 48.
  • the nozzle inserts are fixed in the passage openings 42 of the inner walls 18 by means of mortar and consist of ge suitable, fire-resistant material such as silicon carbide or the like.
  • D urchlass 46 of nozzle insert 44 has a conical nozzle tip 50 is fixed with a conical surface 52, which is designed so that it üsenabsorbedes with the bearing surface 48 of the D 44 causes a complete seal.
  • the conical nozzle tip 50 is preferably made of vacuum molded FIBERFRAX material (FIBERFRAX is a trademark of Harbison-Carborundum Corp. for alumina and silica ceramic fiber) which, under appropriate pressure, provides a complete seal between the conical surface 52 on the conical nozzle tip 50 and the bearing surface 48 of the nozzle insert 44 provides.
  • the conical nozzle tip 50 has a passage 54 with a bearing surface 58, which is designed in such a way that it effects a complete seal against the conical surface 64 of the nozzle body 62 of the nozzle unit 60.
  • the nozzle unit 60 comprises a nozzle body 62 with a passage 66 and a mouthpiece profile 68 behind the passage 66.
  • the nozzle body 62 is secured by a nozzle nut 72 which has two cutouts 76.
  • the clamping plate 73 with two ear-shaped projections 75 rests in the nozzle nut 72 such that the ears 75 engage in the cutout 76, so that the clamping plate 73 is held in the nozzle nut 72 in a non-rotating design.
  • a seal 78 is provided between the clamping plate 73 and the rear surface 70 of the nozzle body 62 in order to seal the clamping plate 73 against the nozzle body 62 in a gas-tight design.
  • a gas supply pipe 82 attached to the clamp plate 73 by welding or a similar method, communicates with the opening 79 in the clamp plate 73.
  • a Screw 74 with an external thread which is designed such that it can be received by the nozzle nut 72 via the external thread 84 in order to press the clamping plate 73 against the seal 78, has a passage 80 for receiving the gas supply pipe 82.
  • the coupling 83 connects the gas hose 85 to the supply pipe 82.
  • a spring ring between the clamping plate 73 and the bolt 74 are provided with ussenge- A winch.
  • the seal 78 can be a metal seal, but a metal impregnated graphite seal should preferably be used.
  • the nozzle unit 60 rests so in the passage 54 of the conical nozzle tip 50 so that the conical bearing surface 64 of the nozzle body 62 is against the bearing surface 58 of the conical nozzle tip 50 with the aid of the inner ring 86 and the D üsenteilfeder pressed 88th
  • the inner ring 86 has a passage 90 with an undercut portion 92 to receive one side of the nozzle compression spring 88, the other side of which rests against the rear wall 93 of the screw unit 74.
  • the inner ring 86 is provided with a number of arms 94 attached thereto which are designed to be securely received by the slots 96 provided in the upstanding portion 36 of the outer ring 30.
  • the nozzle compression spring 88 which abuts the undercut surface 92 on the passage 90 in the inner ring 86, presses against the rear wall 93 of the screw 74 with an external thread, around the nozzle unit and in particular, to press the conical bearing surface 64 of the nozzle body 62 against the sealing surface on the conical nozzle tip 50 for complete sealing.
  • the pressure exerted by the spring 88 on the nozzle unit 60 can be changed by changing the The position of the outer ring 30 with respect to the flange plate 24 can be varied in that the outer ring 30 is brought into different positions on the screw bolt 66 with the aid of the nuts 38 and the spring rings 40.
  • a nozzle unit and a mounting frame prevents molten metal from escaping from the reactor in the region of the nozzle body 62.
  • the provided screw 74 with external thread, nozzle nut 72, clamping plate 73, seal 78 and nozzle body 62 prevent gas leaks in the purge gas supply line.
  • the nozzle bodies do not protrude into the interior of the vortex flow reactor, damage to the nozzle bodies by the action of the molten metal and by cleaning the inner walls of the reactor are prevented.
  • the mouthpiece profile 68 of the nozzle body 62 can, as mentioned above, either consist of an opening with a straight passage and a constant diameter or have a converging / diverging profile.
  • the diameter of the straight passage section should be made as small as possible in order to prevent the mouthpiece profile from being blocked by molten metal.
  • the mouthpiece size can be between 0.127 mm and 1.905 mm, but should preferably be 0.254-1.27 mm. If a converging / diverging profile is used, the converging section should form an angle of approximately 10 ° -60 ° with the axis of the nozzle if possible, but preferably 20 ° - 40 °.
  • the diverging section should form an angle between approximately 1 ° and 8 ° with the axis of the nozzle, but preferably between 2 ° and 4 °.
  • the transition between the converging and diverging sections must be designed as a smooth surface without abrupt changes in angle.

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Abstract

Ausführung einer Gaseinlassdüse für den Einsatz in einem Wirbelströmungsreaktor zure Entgasung von geschmolzenem Metall mit Hilge eines Spülgases. Die Ausführung der Düse verhindert Metallaustritte aus dem Reaktor im Bereich der Düsenspitze und Gasundichtigkeitenin der Spülgaszufuhrleitung. Die Düsenspitze umfasst ein Mundstückprofil, das aus einer Oeffnung mit geradem Durchgang und konstantem Durchmesser oder aus einem zusammenlaufenden/auseinanderlaufenden Profil besteht.Design of a gas inlet nozzle for use in a vortex flow reactor for degassing molten metal with the aid of a purge gas. The design of the nozzle prevents metal leaks from the reactor in the area of the nozzle tip and gas leaks in the purge gas supply line. The nozzle tip comprises a mouthpiece profile, which consists of an opening with a straight passage and a constant diameter or of a converging / diverging profile.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung für den Einsatz in der Entgasung von geschmolzenem Metall und auf die verbesserte Ausführung einer Düseneinheit für den Einsatz in einem Wirbelströmungsreaktor zur Entgasung von geschmolzenem Metall mit Hilfe eines Spülgases.The present invention relates to an apparatus for use in degassing molten metal and to the improved design of a nozzle unit for use in a vortex flow reactor for degassing molten metal using a purge gas.

Die Vorrichtung umfasst eine Kammer mit einem inneren, verlängerten Seitenwandabschnitt, einem äusseren, verlängerten Seitenwandabschnitt und einer Mittelachse, eine Vorrichtung für den Metalleintritt auf einer ersten Höhe und tangential zur genannten Kammer angeordnet, um das geschmolzene Metall tangential so in die genannte Kammer einleiten zu können, dass das genannte, geschmolzene Metall mit einer Wirbelbewegung von dem genannten Eintritt für das geschmolzene Me-tall nach unten durch die genannte Kammer strömt, eine Vorrichtung für den Metallaustritt auf einer zweiten Höhe, angeordnet unterhalb der genannten, ersten Höhe zur Ableitung des geschmolzenen Metalls aus der genannten Kammer, und zumindest eine Vorrichtung für die Spülgaszufuhr, wobei diese Vorrichtung in dem genannten ersten, inneren, verlängerten Seitenwandabschnitt unterhalb der genannten ersten Höhe zur Einleitung des Spülgases in die genannte Kammer vorgesehen ist.The device comprises a chamber with an inner, elongated sidewall section, an outer, elongated sidewall section and a central axis, a device for the metal inlet at a first height and arranged tangentially to the said chamber in order to be able to introduce the molten metal tangentially into the said chamber that said molten metal flows with a swirling motion from said inlet for the molten M e-tall down through said chamber, a device for the metal outlet at a second height, located beneath said, first height for discharging the molten Metal from said chamber, and at least one device for the purge gas supply, said device being provided in said first, inner, elongated side wall section below said first height for introducing the purge gas into said chamber.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Entgasung von geschmolzenem Metall wurde bereits in der US-PS 4 177 066 beschrieben. Die Ausführungen in dieser Patentschrift beziehen sich auf die Entgasung von geschmolzenem Metall mit Hilfe einer Vorrichtung, die einen Wirbelströmungsreaktor umfasst, wobei geschmolzenes Metall tangential so in den Reaktor eingeleitet wird, dass das geschmolzene Metall in eine Wirbeldrehbewegung versetzt wird, während das Metall vom Reaktoreintritt zum Reaktoraustritt strömt. Um die gewünschte Wirbeldrehbewegung des geschmolzenen Metalls im Reaktor zwischen dem Eintritt und Austritt des Metalls zu erzielen, muss der Eintritt in bezug auf die Kammerwand des Reaktors so angeordnet sein, dass das geschmolzene Metall tangetial in den Reaktor einströmen kann. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfasst der Wirbelströmungsreaktor einen ersten, verlängerten, im wesentlichen zylindrischen Seitenwandabschnitt und einen zweiten, nach unten zusammenlaufenden Seitenwandabschnitt unterhalb des ersten, im wesentlichen zylindrischen Wandabschnitts. Einlassdüsen für Spülgas sind im zusammenlaufenden Wandabschnitt in verschiedenen Höhen vorgesehen, um beim Durchströmen vom Reak- toreintritt zum Reaktoraustritt eine optimale Verteilung der Spülgasbläschen über die gesamte Schmelze zu erzielen. Da die Düsen im zusammenlaufenden Wandabschnitt in verschiedener Höhe angeordnet sind, weisen die Spülgasdüsen auch unterschiedliche Abstände von der Mittelachse des Wirbelströmungsreaktors auf, wodurch eine maximale Verteilung der Spülgasbläschen erreicht wird. Was die speziellen Einzelaspekte der verschiedenen Ausführungsbeispiele von Wirbelströmungsreaktoren und Düsenanordnungen gemäss US-PS 4 177 066 anbetrifft, so kann durchaus die verbesserte Ausführung einer Gaseinlassdüse im Rahmen der vorliegenden Erfindung zur Anwendung kommen, und deshalb wird im Rahmen dieser Anmeldung auf die US-PS 4 177 066 Bezug genommen.A method and apparatus for degassing molten metal has been disclosed in U.S. Patent No. 4,177,066 wrote. The statements in this patent relate to the degassing of molten metal by means of a device comprising a vortex flow reactor, molten metal being introduced tangentially into the reactor in such a way that the molten metal is rotated in a vortex while the metal is entering from the reactor Reactor outlet flows. In order to achieve the desired swirling motion of the molten metal in the reactor between the entry and exit of the metal, the entry with respect to the chamber wall of the reactor must be arranged so that the molten metal can flow tangentially into the reactor. In a preferred embodiment, the vortex flow reactor comprises a first, elongated, substantially cylindrical side wall section and a second, converging downward side wall section below the first, substantially cylindrical wall section. Inlet nozzles for rinsing gas are provided in the converging wall portion in different heights as it flows through from R eak- an optimal distribution toreintritt to the reactor outlet of the Spülgasbläschen over the whole melt to achieve. D are arranged in a nozzle in the converging wall portion of different height, the Spülgasdüsen also have different spacings from the central axis of the vortex flow reactor, whereby a maximum distribution of the Spülgasbläschen is achieved. As far as the specific individual aspects of the various exemplary embodiments of vortex flow reactors and nozzle arrangements according to US Pat. No. 4,177,066 are concerned, the improved design of a gas inlet nozzle can certainly be used in the context of the present invention, and therefore in the context of this application US Pat. No. 4 177 066 referenced.

Die vorgenannten Wirbelströmungsreaktoren gemäss US-PS 4 177 066 sind zwar den Vorrichtungen nach dem weiteren Stand der Technik für eine integrierte Entgasung technisch überlegen, aber die Ausführungen der Spühlgasdüsen haben sich in vielen Fällen als problematisch erwiesen. Insbesondere kommt es im Bereich der Düsenspitze zu Metallaustritten aus dem Reaktor. Aussderdem treten Gasundichtigkeiten in der Spülgaszufuhrleitung selbst auf. Schliesslich kommt es vor, dass die durch die Kammerwand in den eigentlichen Behälter heineinragenden Düsen abbrechen.Although the aforementioned vortex flow reactors according to US Pat. No. 4,177,066 are technically superior to the devices according to the further prior art for integrated degassing, the designs of the flushing gas nozzles have proven to be problematic in many cases. In particular, metal leaks from the reactor occur in the area of the nozzle tip. In addition, gas leaks occur in the purge gas supply line itself. Finally, it happens that the nozzles protruding through the chamber wall into the actual container break off.

Die US-PS 4 392 636 beschreibt eine Gaseinlassdüse für den Einsatz in einem Wirbelströmungsreaktor gemäss US-PS 4 177 066. Die Ausführung der Gasdüse umfasst einen Düseneinsatz, der in der Wand des Wirbelströmungsreaktors angeordnet ist und bündig mit der Innenseite der genannten Wand abschliesst. Der Düseneinsatz besitzt eine Auflagefläche zur Aufnahme einer konischen Düsenspitze aus Keramik oder ähnlichem Werkstoff. Die Spülgasdüse wird federbelastet mit entsprechendem Druck gegen die konische Düsenspitze gedrückt, um die Düse gegen die konische Spitze und diese gegen den Düseneinsatz abzudichten, damit es im Bereich der Spülgasdüse zu keinem Metallaustritt aus dem Reaktor kommt. Die Spülgasdüse ist mit der Spülgaszufuhrleitung über eine Düsenschraubverbindung mit einer Dichtung zwischen der Schraubverbindung und der Spülgasdüse verbunden. Es hat sich gezeigt, dass die Drehbewegung der Düsenschraubverbindung an der Dichtung zwischen der Schraubverbindung und der Spülgasdüse für eine wirksame Abdichtung von Nachteil ist. Da der Wirbelströmungsreaktor der Abtrennung von Wasserstoff und Erdalkalimetallen aus geschmolzenem Aluminium dient und dabei Aktivgase wie z.B. Chlor o.ä. benutzt werden, ist es eine unbedingte Notwendigkeit, eine wirklich dichte Ausführung für die Spülgaszufuhr vorzusehen.US Pat. No. 4,392,636 describes a gas inlet nozzle for use in a vortex flow reactor in accordance with US Pat. No. 4,177,066. The design of the gas nozzle comprises a nozzle insert which is arranged in the wall of the vortex flow reactor and is flush with the inside of said wall. The nozzle insert has a contact surface for receiving a conical nozzle tip made of ceramic or similar material. The purging gas nozzle is pressed against the conical nozzle tip under spring pressure, in order to seal the nozzle against the conical tip and this against the nozzle insert, so that no metal escapes from the reactor in the region of the purging gas nozzle. The purge gas nozzle is connected to the purge gas supply line via a nozzle screw connection with a seal between the screw connection and the purge gas nozzle. It has been shown that the rotary movement of the nozzle screw connection on the seal between the screw connection and the purge gas nozzle is disadvantageous for an effective seal. Because the vortex flow reactor is used to separate hydrogen and alkaline earth metals from melted serves aluminum and thereby active gases such as chlorine or the like. used, it is an absolute necessity to provide a really tight version for the purge gas supply.

Demzufolge besteht ein Hauptziel der vorliegenden Erfindung darin, eine Gaseinlassdüse in verbesserter Ausführung für den Einsatz in einem Wirbelströmungsreaktor zur Entgasung von geschmolzenem Metall mit Hilfe eines Spülgases vorzusehen.Accordingly, it is a primary object of the present invention to provide an improved gas inlet nozzle for use in a vortex flow reactor for degassing molten metal using a purge gas.

Ein wichtiges Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Gaseinlassdüse in verbesserter Ausführung für den Einsatz in einem Wirbelströmungsreaktor zur Entgasung von geschmolzenem Metall vorzusehen, bei der es zu keinerlei Gasundichtigkeiten zwischen der Düsenschraubverbindung und der Spülgasdüse kommt.An important object of the present invention is to provide a gas inlet nozzle in an improved version for use in a vortex flow reactor for degassing molten metal, in which there are no gas leaks between the nozzle screw connection and the purge gas nozzle.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, unter Einsatz der vorgenannten Verbesserung eine Gaseinlassdüse in verbesserter Ausführung vorzusehen, die sich einfach handhaben lässt und nicht teuer ist.Another object of the present invention is to provide an improved gas inlet nozzle using the aforementioned improvement which is easy to handle and is not expensive.

Weitere Ziele und Vorzüge der vorliegenden Erfindung werden nachstehend beschrieben.Further objects and advantages of the present invention are described below.

Die Ziele wurden erfindungsgemäss erreicht durch eine Vorrichtung für die Spülgaseinleitung umfassend eine Düseneinheit, die zwecks vollständiger Abdichtung in einer Oeffnung ruht, die in dem genannten, ersten, inneren verlängerten Seitenwandabschnitt vorgesehen ist, wobei die genannte Düseneinheit eine Düsenmutter, einen vor der genannten Düsenmutter und einer Klemmplatte gehaltenen Düsenkörper, eine Dichtung mit einem zwecks vollständiger Abdichtung an dem genannten Düsenkörper anliegenden ersten Abschnitt und einen zwecks vollständiger Abdichtung an der genannten Klemm- platte anliegenden zweiten Abschnitt, Vorrichtungen zum Anpressen der genannten Klemmplatte in nichtdrehbarer Ausführung gegen die genannte Dichtung, sowie eine an der genannten Düse befestigte Schraube zum Anpressen der genannten Klemmplatte gegen die genannte Dichtung und der genannten Dichtung gegen den genannten Düsenkörper umfasst.The objectives were achieved according to the invention by a device for the flushing gas introduction comprising a nozzle unit which, for the purpose of complete sealing, rests in an opening which is provided in the said first, inner, elongated side wall section, the said nozzle said seneinheit a nozzle nut, a mentioned before the nozzle nut and a clamping plate held nozzle body, a seal with a purpose of completely sealing adjacent to said nozzle body first portion and a lemm- for complete sealing at said K plate adjacent the second section, means for pressing Clamping plate in a non-rotatable version against said seal, and a screw attached to said nozzle for pressing said clamping plate against said seal and said seal against said nozzle body.

Die vorliegende Erfindung umfasst die verbesserte Ausführung einer Gaseinlassdüse für den Einsatz in einem Wirbelströmungsreaktoer zur Entgasung von geschmolzenem Metall mit Hilfe eines Spülgases. Die Spülgasdüse umfasst einen Düseneinsatz, der in der Wand des Wirbelströmungsreaktors angeordnet ist und bündig mit der Innenseite der Wand abschliesst. Der Düseneinsatz besitzt eine Auflagefläche zur Aufnahme einer konischen Düsenspitze aus Keramik oder ähnlichem Werkstoff. Die Spühlgasdüse wird federbelastet mit entsprechendem Druck gegen die konische Spitze gedrückt, um die Düse gegen die konische Spitze abzudichten, damit es im Bereich der Spülgasdüse zu keinem Metallaustritt aus dem Reaktor kommt. Die Spülgasdüse ist mit der Spühlgaszufuhrleitung über eine Düsenschraubverbindung verbunden, die eine Düsenmutter zur Aufnahme des Düsenkörpers umfasst. Die Düsenmutter nimmt, in nichtdrehender Ausführung, eine Klemmplatte auf, die gegen eine Dichtung drückt, welche zwischen der Klemmplatte und der Rückseite des Düsenkörpers vorgesehen ist. Eine Schraube mit Aussengewinde wird über das Gewinde von der Düsenmutter aufgenommen und drückt die Klemmplatte gegen die Dichtung und entsprechend gegen den Düsenkörper, um so eine vollständige Abdichtung zu gewährleisten. Zwischen der Klemmplatte und der Schraube mit Aussengewinde kann ein Federring vorgesehen werden, um das Anpressen der Klemmplatte zu unterstützen.The present invention includes the improved design of a gas inlet nozzle for use in a vortex flow reactor for degassing molten metal using a purge gas. The purge gas nozzle includes a D üseneinsatz disposed in the wall of the vortex flow reactor and is flush with the inside of the wall. The nozzle insert has a contact surface for receiving a conical nozzle tip made of ceramic or similar material. The purging gas nozzle is pressed against the conical tip in a spring-loaded manner in order to seal the nozzle against the conical tip, so that no metal escapes from the reactor in the area of the purging gas nozzle. The purging gas nozzle is connected to the purging gas supply line via a nozzle screw connection which comprises a nozzle nut for receiving the nozzle body. In a non-rotating version, the nozzle nut receives a clamping plate which presses against a seal which is provided between the clamping plate and the rear of the nozzle body. A screw with an external thread is over the thread is picked up by the nozzle nut and presses the clamping plate against the seal and accordingly against the nozzle body, in order to ensure a complete seal. A spring washer can be provided between the clamping plate and the screw with an external thread in order to support the pressing of the clamping plate.

Die genannte Vorrichtung zur Halterung der genannten Klemmplatte in nichtdrehbarer Ausführung kann zumindest einen Ausschnitt in der genannten Düsenmutter umfassen, die einen Vorsprung an der genannten Klemmplatte aufnimmt.Said device for holding said clamping plate in a non-rotatable design can comprise at least one cutout in said nozzle nut, which receives a projection on said clamping plate.

Mit der Klemmplatte kann ein Gaszufuhrrohr fest verbunden sein.A gas supply pipe can be firmly connected to the clamping plate.

An dem genannten zweiten, äusseren, verlängerten Seitenwandabschnitt können Vorrichtungen vorgesehen sein, welche die Düseneinheit, zwecks vollständiger Abdichtung, in die genannte Oeffnung pressen. In der genannten Oeffnung in dem genannten ersten, inneren, verlängerten Seitenwandabschnitt kann ein Einsatz vorgesehen sein, der eine Fläche zur Aufnahme der genannten Düseneinheit aufweist, um eine vollständige Abdichtung zwischen der genannten Düseneinheit und dem genannten Düseneinsatz zu bewirken und weiter können an diesem genannten zweiten, äusseren, verlängerten Seitenwandabschnitt Vorrichtungen vorgesehen sein, um die genannte Düseneinheit gegen den genannten Düseneinsatz zu pressen.Devices may be provided, which üseneinheit the D to said second, outer, elongated side wall portion, in order to fully compress seal in said opening. An insert can be provided in said opening in said first, inner, elongated side wall section, which has a surface for receiving said nozzle unit in order to effect a complete seal between said nozzle unit and said nozzle insert and further can be used on said second one , outer, elongated side wall portion devices may be provided to said D üseneinheit to press against said nozzle insert.

An der Vorrichtung kann auch eine konische Düsenspitze zwischen dem genannten Sitz am genannten Einsatz und der genannten Düseneinheit vorgesehen sein.A conical nozzle tip can also be provided on the device between said seat on said insert and said nozzle unit.

Ferner kann die genannte Vorrichtung zum Anpressen einen Aussenring, der in bezug auf den genannten zweiten, äusseren, verlängerten Seitenwandabschnitt wahlweise angeordnet ist, und einen Innenring, der in ausbaubarer Ausführung am genannten Aussenring befestigt ist, umfassen, wobei der genannte Innenring eine dazugehörige Federvorrichtung besitzt, damit die genannte Düseneinheit so anliegt, dass sie zwecks vollständiger Abdichtung angepresst wird.Furthermore, said pressing device can comprise an outer ring, which is optionally arranged with respect to said second, outer, elongated side wall section, and an inner ring, which is attached to the outer ring in a removable form, said inner ring having an associated spring device , so that the mentioned nozzle unit rests in such a way that it is pressed on for complete sealing.

Der genannte Aussenring kann wahlweise auf einer Anzahl von aus dem genannten zweiten, äusseren, verlängerten Seitenwandabschnitt herausragenden Bolzen ruhen, so dass der Druck der genannten Feder auf die genannte Düseneinheit einwirken kann.Said outer ring can optionally rest on a number of bolts protruding from said second, outer, elongated side wall section, so that the pressure of said spring can act on said nozzle unit.

Die Erfindung umfasst auch eine Düseneinheit mit einer Düsenmutter, einem von der genannten Düsenmutter und einer Klemmplatte gehaltenen Düsenkörper, einer Dichtung mit einem ersten Abschnitt, der zwecks vollständiger Abdichtung an dem genannten Düsenkörper anliegt, und einem zweiten Abschnitt, der zwecks vollständiger Abdichtung an der genannten Klemmplatte anliegt, einer Vorrichtung zum Anpressen der genannten Klemmplatte in nichtdrehender Ausführung gegen die genannte Dichtung, sowie einer Schraube, die mit der genannten Düsenmutter so verbunden ist, dass die genannte Klemmplatte gegen die genannte Dichtung und die genannte Dichtung gegen den genannten Düsenkörper gepresst wird.The invention also comprises a nozzle unit with a nozzle nut, a nozzle body held by said nozzle nut and a clamping plate, a seal with a first section which bears against said nozzle body for complete sealing, and a second section which bears against said one for complete sealing Clamping plate is present, a device for pressing said clamping plate in a non-rotating design against said seal, and a screw which is connected to said nozzle nut such that said clamping plate is pressed against said seal and said seal against said nozzle body.

Bei der Düseneinheit kann ein Federring zwischen der genannten Klemmplatte und der genannten Schraube vorgesehen werden.In the nozzle unit, a spring washer can be provided between said clamping plate and said screw.

Die genannte Vorrichtung zur Halterung der Klemmplatte in der Düseneinheit kann in nichtdrehbarer Ausführung zumindest einen Ausschnitt in der genannten Düsenmutter umfassen, die einen Vorsprung an der genannten Klemmplatte aufnimmt. Ferner kann ein Gaszufuhrrohr fest mit der genannten Klemmplatte verbunden sein.Said device for holding the clamping plate in the nozzle unit can comprise, in a non-rotatable embodiment, at least one cutout in said nozzle nut, which receives a projection on said clamping plate. Furthermore, a gas supply pipe can be firmly connected to the clamping plate mentioned.

Gemäss einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ruht die Spülgasdüseneinheit in ausbaubarer Ausführung in einer Montagehalterung, die starr mit der Aussenwand des Wirbelströmungsreaktors verbunden ist. Die Halterung ist so ausgeführt, dass die Düseneinheit leicht ausgebaut und im Falle einer verstopften Düsenspitze oder Abnutzung der konischen Düsenspitze oder in einem ähnlichen Fall ausgetauscht werden kann.According to a preferred exemplary embodiment of the present invention, the flushing gas nozzle unit rests in a mounting bracket, which is rigidly connected to the outer wall of the vortex flow reactor. The holder is designed so that the nozzle unit can be easily removed and replaced in the event of a blocked nozzle tip or wear of the conical nozzle tip or in a similar case.

Die Vorrichtung im Rahmen der vorliegenden Erfindung unterbindet Metallaustritte aus dem Reaktor im Bereich der Düsenspitze, verhindert Gasundichtigkeiten in der Spülgaszufuhrleitung und ermöglicht einen einfachen Austausch der Düse im Falle einer Verstopfung oder in ähnlichen Fällen.The device in the context of the present invention prevents metal leaks from the reactor in the region of the nozzle tip, prevents gas leaks in the flushing gas supply line and enables simple replacement of the nozzle in the event of a blockage or in similar cases.

Abb. 1 ist eine schematische Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des Wirbelströmungsreaktors gemäss US-PS 4 177 066 mit der verbesserten Ausführung einer Gaseinlassdüse im Rahmen der vorliegenden Erfindung.Fig. 1 is a schematic representation of a preferred embodiment of the W irbelströmungsreaktors disclosed in U.S. Patent 4,177,066 with the improved design of a gas inlet nozzle in the present invention.

Abb. 2 ist eine schematische Schnittansicht der Gaseinlassdüse im Rahmen der vorliegenden Erfindung gemäss Linie II-II von Abb. 3.Fig. 2 is a schematic sectional view of the gas inlet nozzle in the context of the present invention according to line II-II of Fig. 3.

Abb. 3 ist eine Vorderansicht der am Wirbelströmungsreaktor befestigten Montagehalterung für die Gaseinlassdüse. A bb. Figure 3 is a front view of the gas inlet nozzle mounting bracket attached to the vortex flow reactor.

Abb. 4 ist eine Darstellung in auseinandergezogener Anordnung der Bauteile der Gaseinlassdüse im Rahmen der vorliegenden Erfindung. A bb. 4 is an exploded view of the components of the gas inlet nozzle in the present invention.

Abb. 1 zeigt die eingebaute Spülgasdüse am bevorzugten Ausführungsbeispiel eines Wirbelströmungsreaktors 10 mit einem ersten, im wesentlichen zylindrischen Seitenwandabschnitt 12 und einem zweiten, nach unten zusammenlaufenden Seitenwandabschnitt 14 unterhalb des zylindrischen Seitenwandabschnitts 12. Die Spülgasdüse im Rahmen der vorliegenden Erfingung kann, wie bereits erwähnt, in alle im Rahmen der US-PS 4 177 066 beschriebenen Wirbelströmungsreaktoren eingebaut werden, und auf die speziellen Detailaspekte der Ausführung der genannten Wirbelströmungsreaktoren wird daher hierin Bezug genommen. A bb. 1 shows the built-in purge gas nozzle in the preferred exemplary embodiment of a vortex flow reactor 10 with a first, essentially cylindrical side wall section 12 and a second, converging downward side wall section 14 below the cylindrical side wall section 12. The purge gas nozzle in the context of the present invention can, as already mentioned, in all can be installed in the context of US Pat. No. 4,177,066 described eddy flow reactors, and therefore the specific details of the implementation of said vortex flow reactors is referred to herein.

Eine Anzahl von Gaseinlassdüseneinheiten wird mit Hilfe des Montagerahmens 16 in dem zusammenlaufenden Seitenwandabschnitt 14 befestigt. Unter besonderer Bezugnahme auf die Abb. 2 - 4 werden die Details der Ausführung der Gaseinlassdüse und des Montagerahmens ausführlich beschrieben.A number of gas inlet nozzle units are secured in the converging side wall section 14 using the mounting frame 16. With particular reference to Figs. 2-4, the details of the design of the gas inlet nozzle and the mounting frame are described in detail.

Insbesondere Abb. 2 zeigt den zusammenlaufenden Seitenwandabschnitt 14 des Wirbelströmungsreaktors mit einer ersten Innenwand 18 aus geeignetem, feuerfesten Material und eine zweite Aussenwand 20, vorzugsweise aus Stahl, mit einem Zwischenraum zur Innenwand 18. Der Zwischenraum 22 zwischen der Innenwand 18 und der Aussenwand 20 ist vorzugsweise mit geeignetem Isoliermaterial ausgefüllt.In particular, Fig. 2 shows the converging side wall section 14 of the vortex flow reactor with a first inner wall 18 made of a suitable, refractory material and a second outer wall 20, preferably made of steel, with a space to the inner wall 18. The space 22 between the inner wall 18 and the outer wall 20 is preferably filled with suitable insulating material.

Die Aussenwand 20 ist mit einer Anzahl von Flanschblechen 24 ausgetattet, wobei deren Anzahl von der Zahl der am Wir- belströmungsreaktor vorgesehenen Düsen abhängt. Die Flanschbleche 24 weisen eine Oeffnung 25 für die Aufnahme einer Düseneinheit auf und können entweder in die Wand 20 integriert oder mit Abstand von der Wand 20 angeordnet und in einem entsprechenden Ausschnitt in der Wand 20 durch Schweissen oder ein ähnliches Verfahren befestigt werden. Die Flanschbleche 24 besitzen jeweils eine Anzahl von Schraubbolzen 26, die in den in den Flanschblechen 24 vorgesehenen Löchern 28 durch Schweissen oder ein ähnliches Verfahren gesichert sind. Der Wirbelströmungsreaktor weist, wie bereits erwähnt, eine Anzahl von Spülgasdüseneinheiten auf. Alle genannten Düseneinheiten sind über einen Aussenring 30 mit einem Flanschabschnitt 32 und einem aufragenden Abschnitt 36 befestigt, wobei der Flanschabschnitt 32 eine Anzahl von Löchern 34 zur Sicherung des Aussenrings 30 an den Schraubbolzen 26 aufweist. Der Aussenring 30 wird wahlweise, bezogen auf jedes Flanschblech 24, auf die Schraubbolzen 28 mit einer Absicherung über die Muttern 38 und die Federringe 40 aufgesetzt, um, wie hierin nachstehend ausführlicher beschrieben, den Anpressdruck auf die Düseneinheit regulieren zu können.The A ussenwand 20 is ausgetattet with a number of flange plates 2 4, the number of which depends on the number of belströmungsreaktor on W IR nozzles provided. The F lanschbleche 24 have an opening 25 for receiving a D üseneinheit and either integrated into the wall 20 or spaced from the wall 20 and chweissen in a corresponding cutout in the wall 20 by S or a similar process can be attached. The flange plates 24 each have a number of screw bolts 26 which are secured in the holes 28 provided in the flange plates 24 by welding or a similar method. As already mentioned, the vortex flow reactor has a number of purge gas nozzle units. All of the nozzle units mentioned are fastened via an outer ring 30 to a flange section 32 and an upstanding section 36, the flange section 32 having a number of holes 34 for securing the outer ring 30 to the screw bolts 26. The outer ring 30 is optionally placed on the bolts 28 with a lock over the nuts 38 and spring washers 40 with respect to each flange plate 24, in order to be able to regulate the contact pressure on the nozzle unit, as described in more detail hereinafter.

Die Innenwand 18 ist mit einer Anzahl von Durchlassöffnungen 42 entsprechend der Anordnung und Zahl der Oeff- nungen 25 in den Flanschblechen 24 versehen. In jeder der Durchlassöffnungen 42 befindet sich ein Düseneinsatz 44 mit einem Durchlass 46 und einer konischen Auflagefläche 48. Die Düseneinsätze sind in den Durchlassöffnungen 42 der Innenwände 18 mittels Mörtel befestigt und bestehen aus geeignetem, feuerfesten Material wie z.B. Siliciumcarbid o.ä. Im Durchlass 46 des Düseneinsatzes 44 ist eine konische Düsenspitze 50 mit einer konischen Fläche 52 befestigt, die so ausgeführt ist, dass sie mit der Auflagefläche 48 des Düseneinsatzes 44 eine vollständige Abdichtung bewirkt. Die konische Düsenspitze 50 besteht vorzugsweise aus vakuumgeformtem FIBERFRAX-Material (FIBERFRAX ist ein Warenzeichen der Harbison-Carborundum Corp. für keramische Faser aus Aluminiumoxid und Siliciumdioxid), das, unter entsprechendem Druck, für eine vollständige Abdichtung zwischen der konischen Fläche 52 an der konischen Düsenspitze 50 und der Auflagefläche 48 des Düseneinsatzes 44 sorgt. Die konische Düsenspitze 50 besitzt, ebenso wie der Düseneinsatz 44, einen Durchlass 54 mit einer Auflagefläche 58, die so ausgeführt ist, dass sie eine vollständige Abdichtung zur konischen Fläche 64 des Düsenkörpers 62 der Düseneinheit 60 bewirkt.The inner wall 18 is provided with a number of passage openings 42 corresponding to the arrangement and number of O EFF voltages provided in the flange plates 24 25th In each of the D urchlassöffnungen 42 is a die insert 44 having a D urchlass 46 and a conical bearing surface 48. The nozzle inserts are fixed in the passage openings 42 of the inner walls 18 by means of mortar and consist of ge suitable, fire-resistant material such as silicon carbide or the like. In D urchlass 46 of nozzle insert 44 has a conical nozzle tip 50 is fixed with a conical surface 52, which is designed so that it üseneinsatzes with the bearing surface 48 of the D 44 causes a complete seal. The conical nozzle tip 50 is preferably made of vacuum molded FIBERFRAX material (FIBERFRAX is a trademark of Harbison-Carborundum Corp. for alumina and silica ceramic fiber) which, under appropriate pressure, provides a complete seal between the conical surface 52 on the conical nozzle tip 50 and the bearing surface 48 of the nozzle insert 44 provides. Like the nozzle insert 44, the conical nozzle tip 50 has a passage 54 with a bearing surface 58, which is designed in such a way that it effects a complete seal against the conical surface 64 of the nozzle body 62 of the nozzle unit 60.

Die Düseneinheit 60 umfasst einen Düsenkörper 62 mit einem Durchgang 66 und einem Mundstückprofil 68 hinter dem Durchgang 66. Der Düsenkörper 62 ist über eine Düsenmutter 72 abgesichert, die zwei Ausschnitte 76 aufweist. Die Klemmplatte 73 mit zwei ohrenförmigen Vorsprüngen 75 ruht so in der Düsenmutter 72, dass die Ohren 75 in den Ausschnitt 76 eingreifen, damit die Klemmplatte 73 in nichtdrehender Ausführung in der Düsenmutter 72 gehalten wird. Eine Dichtung 78 ist zwischen der Klemmplatte 73 und der Rückfläche 70 des Düsenkörpers 62 vorgesehen, um die Klemmplatte 73 gegen den Düsenkörper 62 in gasdichter Ausführung abzudichten. Ein Gaszufuhrrohr 82, durch Schweissen oder eine ähnliche Methode an der Klemmplatte 73 befestigt, steht mit der Oeffnung 79 in der Klemmplatte 73 in Verbindung. Eine Schraube 74 mit Aussengewinde, die so ausgeführt ist, dass sie über das Aussengewinde 84 von der Düsenmutter 72 aufgenommen werden kann, um die Klemmplatte 73 gegen die Dichtung 78 zu pressen, besitzt einen Durchgang 80 zur Aufnahme des Gaszufuhrrohrs 82. Die Kupplung 83 verbindet den Gasschlauch 85 mit dem Zufuhrrohr 82. Ein Federring kann zwischen der Klemmplatte 73 und der Schraube 74 mit Aussenge- winde vorgesehen werden. Bei der Dichtung 78 kann es sich um eine Metalldichtung handeln, vorzugsweise sollte jedoch eine metallimprägnierte Graphitdichtung eingesetzt werden.The nozzle unit 60 comprises a nozzle body 62 with a passage 66 and a mouthpiece profile 68 behind the passage 66. The nozzle body 62 is secured by a nozzle nut 72 which has two cutouts 76. The clamping plate 73 with two ear-shaped projections 75 rests in the nozzle nut 72 such that the ears 75 engage in the cutout 76, so that the clamping plate 73 is held in the nozzle nut 72 in a non-rotating design. A seal 78 is provided between the clamping plate 73 and the rear surface 70 of the nozzle body 62 in order to seal the clamping plate 73 against the nozzle body 62 in a gas-tight design. A gas supply pipe 82, attached to the clamp plate 73 by welding or a similar method, communicates with the opening 79 in the clamp plate 73. A Screw 74 with an external thread, which is designed such that it can be received by the nozzle nut 72 via the external thread 84 in order to press the clamping plate 73 against the seal 78, has a passage 80 for receiving the gas supply pipe 82. The coupling 83 connects the gas hose 85 to the supply pipe 82. A spring ring between the clamping plate 73 and the bolt 74 are provided with ussenge- A winch. The seal 78 can be a metal seal, but a metal impregnated graphite seal should preferably be used.

Die Düseneinheit 60 ruht so in dem Durchlass 54 der konischen Düsenspitze 50, dass die konische Auflagefläche 64 des Düsenkörpers 62 gegen die Auflagefläche 58 der konischen Düsenspitze 50 mit Hilfe des Innenrings 86 und der Düsendruckfeder 88 gepresst wird. Der Innenring 86 besitzt einen Durchlass 90 mit einem hinterschnittenen Abschnitt 92, um eine Seite der Düsendruckfeder 88 aufzunehmen, deren andere Seite an der Rückwand 93 der Schraubeneinheit 74 anliegt. Der Innenring 86 ist mit einer Anzahl von daran befestigten Armen 94 versehen, die so ausgeführt sind, dass sie sicher von den Schlitzen 96 aufgenommen werden, die in dem aufragenden Abschnitt 36 des Aussenrings 30 vorgesehen sind. Wenn die Arme 94-am Innenring 86 in den Schlitzen 96 am Aussenring 30 ruhen, drückt die Düsendruckfeder 88, die an der hinterschnittenen Fläche 92 am Durchlass 90 im Innenring 86 anliegt, gegen die Rückwand 93 der Schraube 74 mit Aussengewinde, um die Düseneinheit und insbesondere die konische Auflagefläche 64 des Düsenkörpers 62 zwecks vollständiger Abdichtung gegen die Dichtfläche an der konischen Düsenspitze 50 zu pressen. Der von der Feder 88 auf die Düseneinheit 60 ausgeübte Druck kann durch Veränderung der Position des Aussenrings 30 in bezug auf das Flanschblech 24 dadurch variiert werden, dass der Aussenring 30 auf den Schraubbolzen 66 mit Hilfe der Muttern 38 und der Federringe 40 in verschiedene Positionen gebracht wird. Durch die Anordnung einer Düseneinheit und eines Montagerahmens gemäss vorstehender Beschreibung werden Austritte von geschmolzenem Metall aus dem Reaktor im Bereich des Düsenkörpers 62 unterbunden. Ausserdem verhindern die vorgesehene Schraube 74 mit Aussengewinde, Düsenmutter 72, Klemmplatte 73, Dichtung 78 und Düsenkörper 62 Gasundichtigkeiten in der Spülgaszufuhrleitung. Schliesslich werden, da die Düsenkörper nicht in den Innenraum des Wirbelströmungsreak- tors hineinragen, Beschädigungen der Düsenkörper durch Einwirkungen des geschmolzenen Metalls und durch Reinigung der Innenwände des Reaktors verhindert.The nozzle unit 60 rests so in the passage 54 of the conical nozzle tip 50 so that the conical bearing surface 64 of the nozzle body 62 is against the bearing surface 58 of the conical nozzle tip 50 with the aid of the inner ring 86 and the D üsendruckfeder pressed 88th The inner ring 86 has a passage 90 with an undercut portion 92 to receive one side of the nozzle compression spring 88, the other side of which rests against the rear wall 93 of the screw unit 74. The inner ring 86 is provided with a number of arms 94 attached thereto which are designed to be securely received by the slots 96 provided in the upstanding portion 36 of the outer ring 30. When the arms 94-on the inner ring 86 rest in the slots 96 on the outer ring 30, the nozzle compression spring 88, which abuts the undercut surface 92 on the passage 90 in the inner ring 86, presses against the rear wall 93 of the screw 74 with an external thread, around the nozzle unit and in particular, to press the conical bearing surface 64 of the nozzle body 62 against the sealing surface on the conical nozzle tip 50 for complete sealing. The pressure exerted by the spring 88 on the nozzle unit 60 can be changed by changing the The position of the outer ring 30 with respect to the flange plate 24 can be varied in that the outer ring 30 is brought into different positions on the screw bolt 66 with the aid of the nuts 38 and the spring rings 40. The arrangement of a nozzle unit and a mounting frame as described above prevents molten metal from escaping from the reactor in the region of the nozzle body 62. In addition, the provided screw 74 with external thread, nozzle nut 72, clamping plate 73, seal 78 and nozzle body 62 prevent gas leaks in the purge gas supply line. Finally, since the nozzle bodies do not protrude into the interior of the vortex flow reactor, damage to the nozzle bodies by the action of the molten metal and by cleaning the inner walls of the reactor are prevented.

Das Mundstückprofil 68 des Düsenkörpers 62 kann, wie vorstehend erwähnt, entweder aus einer Oeffnung mit geradem Durchgang und konstantem Druchmesser bestehen oder ein zusammenlaufendes/auseinanderlaufendes Profil aufweisen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sollte der Durchmesser des geraden Durchgangsabschnitts möglichst klein ausgeführt sein, um ein Verstopfen des Mundstückprofils durch geschmolzenes Metall zu unterbinden. Die Mundstückgrösse kann, im Rahmen der vorliegenden Erfindung, zwischen 0.127 mm und 1.905 mm liegen, sollte aber vorzugsweise 0,254 - 1,27 mm betragen. Wird ein zusammenlaufendes/auseinanderlaufendes Profil benutzt, so sollte der zusammenlaufende Abschnitt mit der Achse der Düse möglichst einen Winkel von etwa 10° - 60° bilden, vorzugsweise jedoch 20° - 40°. Der auseinanderlaufende Abschnitt sollte mit der Achse der Düse einen Winkel zwischen etwa 1°- 8° bilden, vorzugsweise jedoch 2°- 4°. Der Uebergang zwischen den zusammenlaufenden und auseinanderlaufenden Abschnitten muss als glatte Fläche ohne abrupte Winkeländerungen ausgeführt sein.The mouthpiece profile 68 of the nozzle body 62 can, as mentioned above, either consist of an opening with a straight passage and a constant diameter or have a converging / diverging profile. In the context of the present invention, the diameter of the straight passage section should be made as small as possible in order to prevent the mouthpiece profile from being blocked by molten metal. In the context of the present invention, the mouthpiece size can be between 0.127 mm and 1.905 mm, but should preferably be 0.254-1.27 mm. If a converging / diverging profile is used, the converging section should form an angle of approximately 10 ° -60 ° with the axis of the nozzle if possible, but preferably 20 ° - 40 °. The diverging section should form an angle between approximately 1 ° and 8 ° with the axis of the nozzle, but preferably between 2 ° and 4 °. The transition between the converging and diverging sections must be designed as a smooth surface without abrupt changes in angle.

Es konnte festgestellt werden, dass durch den Einsatz der Gaseinlassdüse im Rahmen dieser Erfindung Metallaustritte und Gasundichtigkeiten ausgeschaltet werden und die Lebensdauer der Düse wesentlich verlängert wird.It was found that the use of the gas inlet nozzle in the context of this invention eliminates metal leaks and gas leaks and significantly increases the service life of the nozzle.

Claims (14)

1. Vorrichtung für den Einsatz in der Entgasung von geschmolzenem Metall, die umfasst: eine Kammer mit einem inneren, verlängerten Seitenwandabschnitt, einem äusseren, verlängerten Seitenwandabschnitt und einer Mittelachse; eine Vorrichtung für den Metalleintritt auf einer ersten Höhe und tangential zur genannten Kammer angeordnet, um das geschmolzene Metall tangential so in die genannte Kammer einleiten zu können, dass das genannte, geschmolzene Metall mit einer Wirbelbewegung von dem genannten Eintritt für das geschmolzene Metall nach unten durch die genannte Kammer strömt; eine Vorrichtung für den Metallaustritt auf einer zweiten Höhe, angeordnet unterhalb der genannten, ersten Höhe zur Ableitung des geschmolzenen Metalls aus der genannten Kammer; und zumindest eine Vorrichtung für die Spülgaszufuhr, wobei diese Vorrichtung in dem genannten ersten, inneren, verlängerten Seitenwandabschnitt unterhalb der genannten, ersten Höhe zur Einleitung des Spülgases in die genannte Kammer vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung für die Spülgaseinleitung eine Düseneinheit umfasst, die zwecks vollständiger Abdichtung in einer Oeffnung ruht, die in dem genannten ersten, inneren, verlängerten Seitenwandabschnitt vorgesehen ist, wobei die genannte Düseneinheit eine Düsenmutter, einen von der genannten Düsenmutter und einer Klemmplatte gehaltenen Düsenkörper, eine Dichtung mit einem zwecks vollständiger Abdichtung an dem genannten Düsenkörper anliegenden ersten Abschnitt und einem zwecks vollständiger Abdichtung an der genannten Klemmplatte anliegenden zweiten Abschnitt, Vorrichtungen zum Anpressen der genannten Klemmplatte in nichtdrehbarer Ausführung gegen die genannte Dichtung, sowie eine an der genannten Düse befestigte Schraube zum Anpressen der genannten Klemmplatte gegen die genannte Dichtung und der genannten Dichtung gegen den genannten Düsenkörper umfasst.1. Device for use in degassing molten metal, comprising: a chamber having an inner elongated sidewall portion, an outer elongated sidewall portion and a central axis; a device for the metal inlet is arranged at a first height and tangential to said chamber so as to be able to introduce the molten metal tangentially into said chamber such that said molten metal is swirled downwards from said inlet for the molten metal said chamber flows; a device for leaving the metal at a second level, located below said first level, for discharging the molten metal from said chamber; and at least one device for the purge gas supply, said device being provided in said first, inner, elongated side wall section below said first height for introducing the purge gas into said chamber,
characterized, that the device for the introduction of purge gas comprises a nozzle unit which, for the purpose of complete sealing, rests in an opening which is provided in said first, inner, elongated side wall section, said nozzle unit comprising a nozzle nut, a nozzle body held by said nozzle nut and a clamping plate, a seal with a first section adjacent to said nozzle body for complete sealing and a second section adjacent to said clamping plate for complete sealing, devices for pressing said clamping plate in a non-rotatable manner against said seal, and a screw fastened to said nozzle for Pressing said clamping plate against said seal and said seal against said nozzle body comprises. 2. Vorrichtung gemäss Anspruch 1, wobei ein Federring zwischen der genannten Klemmplatte und der genannten Schraube vorgesehen ist.2. Device according to claim 1, wherein a spring ring is provided between said clamping plate and said screw. 3. Vorrichtung gemäss Ansprüchen 1 und 2, wobei die genannte Vorrichtung zur Halterung der genannten Klemmplatte in nichtdrehbarer Ausführung zumindest einen Ausschnitt in der genannten Düsenmutter umfasst, die einen Vorsprung an der genannten Klemmplatte aufnimmt.3. Device according to claims 1 and 2, wherein said device for holding said clamping plate in a non-rotatable design comprises at least one cutout in said nozzle nut, which receives a projection on said clamping plate. 4. Vorrichtung gemäss Ansprüchen 1 bis 3, wobei ein Gaszufuhrrohr fest mit der genannten Klemmplatte verbunden ist.4. Device according to claims 1 to 3, wherein a gas supply pipe is firmly connected to said clamping plate. 5. Vorrichtung gemäss Ansprüchen 1 bis 4, wobei an dem genannten zweiten, äusseren, verlängerten Seitenwandabschnitt Vorrichtungen vorgesehen sind, um die genannte Düseneinheit zwecks vollständiger Abdichtung in die genannte Oeffnung zu pressen.5. Device according to claims 1 to 4, wherein means are provided on said second, outer, elongated side wall portion to said D üseneinheit to press in order to fully seal in said opening. 6. Vorrichtung gemäss Ansprüchen 1 bis 5, wobei in der genannten Oeffnung in dem genannten ersten, inneren, verlängerten Seitenwandabschnitt ein Einsatz vorgesehen ist, der eine Fläche zur Aufnahme der genannten Düseneinheit aufweist, um somit eine vollständige Abdichtung zwischen der genannten Düseneinheit und dem genannten Düseneinsatz zu bewirken.6. Device according to claims 1 to 5, wherein an insert is provided in said opening in said first, inner, elongated side wall section, which has a surface for receiving said nozzle unit, so as to provide a complete seal between said nozzle unit and said To effect nozzle use. 7. Vorrichtung gemäss Ansprüchen 1 bis 6, wobei am genannten zweiten, äusseren verlängerten Seitenwandabschnitt Vorrichtungen vorgesehen sind, um die genannte Düseneinheit gegen den genannten Düseneinsatz zu pressen.7. Device according to claims 1 to 6, wherein devices are provided on said second, outer, elongated side wall section to press said nozzle unit against said nozzle insert. 8. Vorrichtung gemäss Ansprüchen 1 bis 7, wobei eine konische Düsenspitze zwischen dem genannten Sitz am genannten Einsatz und der genannten Düseneinheit vorgesehen ist.8. The device according to claims 1 to 7, wherein a conical nozzle tip is provided between said seat on said insert and said nozzle unit. 9. Vorrichtung gemäss Ansprüchen 1 bis 8, wobei die genannte Vorrichtung zum Anpressen einen Aussenring, der in bezug auf den genannten zweiten, äusseren, verlängerten Seitenwandabschnitt wahlweise angeordnet ist, und einen Innenring, der in ausbaubarer Ausführung am genannten Aussenring befestigt ist, umfasst, wobei der genannte Innenring eine dazugehörige Federvorrichtung besitzt, damit die genannte Düseneinheit so anliegt, dass sie zwecks vollständiger Abdichtung angepresst wird.9. The device according to claims 1 to 8, wherein said pressing device comprises an outer ring, which is optionally arranged with respect to said second, outer, elongated side wall section, and an inner ring, which is attached to said outer ring in a removable form, said inner ring having an associated spring device so that said nozzle unit abuts so that it is pressed on for the purpose of complete sealing. 10. Vorrichtung gemäss Ansprüchen 1 bis 9, wobei der genannte Aussenring wahlweise auf einer Anzahl von aus dem genannten zweiten, äusseren, verlängerten Seitenwandabschnitt herausragenden Bolzen ruht, so dass der Druck der genannten Feder auf die genannte Düseneinheit einwirken kann.10. The device according to claims 1 to 9, wherein said outer ring optionally rests on a number of bolts protruding from said second, outer, elongated side wall section so that the pressure of said spring can act on said nozzle unit. 11. Düseneinheit mit einer Düsenmutter, einem von der genannten Düsenmutter und einer Klemmplatte gehaltenen Düsenkörper und einer Klemmplatte gehaltenen Düsenkörper, einer Dichtung mit einem ersten Abschnitt, der zwecks vollständiger Abdichtung an dem genannten Düsenkörper anliegt, und einen zweiten Abschnitt, der zwecks vollständiger Abdichtung an der genannten Klemmplatte anliegt, einer Vorrichtung zum Anpressen der genannten Klemmplatte in nichtdrehbarer Ausführung gegen die genannte Dichtung, sowie einer Schraube, die mit der genannten Düsenmutter so verbunden ist, dass die genannte Dichtung gegen den genannten Düsenkörper gepresst wird.11. Nozzle unit with a nozzle nut, a nozzle body held by said nozzle nut and a clamping plate and a nozzle plate held by a clamping plate, a seal with a first section which bears against said nozzle body for complete sealing, and a second section which bears against for complete sealing abuts said clamping plate, a device for pressing said clamping plate in a non-rotatable design against said seal, and a screw which is connected to said nozzle nut in such a way that said seal is pressed against said nozzle body. 12. Düseneinheit gemäss Anspruch 11, wobei ein Federring zwischen der genannten Klemmplatte und der genannten Schraube vorgesehen ist.12. D üseneinheit according to claim 11, wherein a spring ring is provided between said clamping plate and screw above. 13. Düseneinheit gemäss Ansprüchen 11 und 12, wobei die genannte Vorrichtung zur Halterung der genannten Klemmplatte in nichtdrehbarer Ausführung zumindest einen Ausschnitt in der genannten Düsenmutter umfasst, die einen Vorsprung an der genannten Klemmplatte aufnimmt.13. Nozzle unit according to claims 11 and 12, wherein said device for holding said clamping plate in a non-rotatable design comprises at least one cutout in said nozzle nut, which receives a projection on said clamping plate. 14. Düseneinheit gemäss Ansprüchen 11 bis 13, wobei ein Gaszufuhrrohr fest mit der genannten Klemmplatte verbunden ist.14. Nozzle unit according to claims 11 to 13, wherein a gas supply pipe is fixedly connected to said clamping plate.
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