FI108852B - Jatkuvatoiminen menetelmä epäpuhtausaineen poistamiseksi - Google Patents

Description

108852

Jatkuvatoiminen menetelmä epäpuhtausaineen poistamiseksi - Kontinuerligt arbetande förfarande för avlägsnande av ett föroreningsämne

Keksinnön kohteena on jatkuvatoiminen menetelmä metalliin oleellisesti kaasumuo-5 dossa liuenneen epäpuhtausaineen poistamiseksi käyttäen kiinteässä olomuodossa pysyvää reaktanttia, jolla on suuri affiniteetti mainittuun epäpuhtauskaasuun ja mahdollisimman pieni affiniteetti ja liukoisuus sulaan metalliin ja jonka kevyen reaktan-tin ominaispaino on oleellisesti pienempi kuin mainitun raffinoitavan metallin ominaispaino sulassa tilassa, jossa menetelmässä: järjestetään mainitun raffinoitavan 10 metallin sulaa käsittelyastiaan; pidetään mainittua reaktanttia laattavälineellä metal-lisulan pinnan alapuolelle; ja poistetaan raffinoitua metallia mainitusta käsittelyas-tiasta.

j Eräs suhteellisen laajasti levinnyt metallilangan, erityisesti kuparilangan, raaka- ainetta tuottava valumenetelmä on pystyvalumenetelmä (Upcast, Verticast), jolla 15 voidaan valmistaa hapetonta (OF) kuparilankaa jähmettämällä metalli sulan yläpinnassa olevassa jäähdytetyssä suulakkeessa ja vetämällä jähmettynyttä lankaa ylöspäin. Tämä raakalanka eli "rod" saatetaan vetomuokkauksella lopulliseen paksuuteensa. Hapettoman kuparilangan saamiseksi käytetään raaka-aineena lähes yksin-omaan hyvälaatuisia kuparikatodeita, jotka sulatetaan verkkojaksoinduktiouuneissa :: * ·.: 20 puuhiilen suojaamana hapettumisen estämiseksi. Puuhiiltä on käytetty aiemmin tun-» · ·. ·. netussa tekniikassa syöttämällä ne sulan pinnalle, jolloin puuhiilet kuparisulaan ver- rattuna keveinä kelluvat uppoamatta sulan pinnalla. Seurauksena on, että pelkistys-..._ vaikutus on pieni ja lisäksi sulan pinnalla puuhiilet ovat hehkuvia ja ilmakehän hap- ;; I pi polttaa niitä, jolloin hiilen kulutus on tarpeettoman suuri ja pelkistysvaikutus vä- *··** 25 Itäinen. Hapettoman kuparin vaatimuksiin kuuluu erittäin pieni happipitoisuus, yleensä vain joitakin ppm, kuten alle 5 ppm eli alle 0,0005 % 02. Myöskin valupro-sessin kannalta alhainen happipitoisuus on hyväksi, koska sulan metallin happi syö '..myös suulakemateriaalina käytettyä grafiittia lyhentäen näin suulakkeen käyttöikää.

,...: Pystyväkin käyttöä on rajoittanut valun suhteellinen hitaus, eli yhdellä säikeellä tuo- , · · ·, 30 tetaan noin 1000 tonnia vuodessa. Lisäksi valusuulakkeiden vaatima tila sulan kupa- • · ” * rin pinnalla sekä erilliset sulatus- ja valu-uunit hapettomuuden varmistamiseksi, nii- : ' · · den välisine sulansiirto-ongelmineen on ollut rajoittavana tekijänä. Rajoittavana te- ‘: : kijänä on ollut edelleen kahden uuniyksikön aiheuttamat kustannukset.

Julkaisussa JP-63-108946 on edellä kuvattuja ongelmia pyritty ratkaisemaan käyt-35 tämällä lämpimänäpitouunia, johon raffinoitava metalli juoksutetaan sulana ja josta 2 108852 se juoksutetaan sulana edelleenkäsittelyyn. Pelkistimenä käytetään sinänsä tunnettua puuhiiltä, mutta tässä lämpimänäpitouunissa hiilet painetaan syvemmälle sulaan pääasiassa alumiinioksidista koostuvalla levyllä. Tällöin hiilten ja metallisulan välinen kontaktipinta-ala saadaan suuremmaksi ja siten pelkistyminen jonkin verran no-5 peammaksi. Julkaisun mukaan uunia kuumennetaan metallisulan, hiilten ja niiden upottamiseen käytetyn levyn yläpuolisella sähkövastuksella. Eristemateriaalia olevan levyn avulla estetään sähkövastuksen oikosulku pelkistimen ja/tai metallin kautta ja siten mahdolliset onnettomuudet. Julkaisun ehdottamalla järjestelyllä on haittapuolena edelleen hiilien nopea palaminen ilmakehän vaikutuksesta. Hiilten li-10 sääminen prosessin aikana on mahdotonta. Hiilien lisäämiseksi on prosessi keskeytettävä, hiiliä painava levy nostettava ylös ja painettava hiilien lisäämisen jälkeen taas alas, mikä tekee ehdotetusta prosessista hitaan ja hankalan. Lisäksi pelkistyksen nopeudessa sinänsä on vieläkin toivomisen varaa. Julkaisussa JP-5-195104 on testattu hiilen upottamisen vaikutusta hapenpoiston tehokkuuteen upokkaassa. Tämän 15 julkaisun mukaisella järjestelyllä on kaikki samat haittapuolet kuin edellä mainitussa julkaisussa ehdotetulla menettelyllä ja lisäksi järjestely on täysin panostyyppinen eikä sovellu käytännössä tuotannolliseen toimintaan.

Keksinnön tavoitteena on saada aikaan raffinointimenetelmä, jolla metalliin oleellisesti kaasumuodossa liuennut epäpuhtausaine saadaan poistettua kiinteässä olomuo-20 dossa pysyvällä reaktantilla nopeasti ja tehokkaasti. Tämä tarkoittaa sitä, että kiinteän reaktantin aikaansaama pelkistys tai hapetus tulisi saada tehokkaaksi suhteessa . '.; prosessissa olevaan raffinoitavan metallin määrään. Keksinnön toisena tavoitteena j :' ·. · on saada aikaan tällainen raffinointimenetelmä, joka voidaan toteuttaa jatkuvatoimi- ·*; sena, mikä tarkoittaa sitä ettei prosessia ole tarpeen keskeyttää ainakaan raffinoita- ,...: 25 van metallin tai kiinteän reaktantin lisäämiseksi, mutta jossa raffinoitavaa metallia ,···. ja/tai kiinteää reaktanttia voidaan tarvittaessa kuitenkin lisätä jaksoittain erinä.

!'.! Keksinnön kolmantena tavoitteena on saada aikaan raffinointimenetelmä, jossa ‘ * kiinteän reaktantin kulutus muista syistä kuin epäpuhtausaineen kanssa reagoimises ta, saataisiin mahdollisimman pieneksi. Keksinnön neljäntenä tavoitteena on saada * · ' - · ·' 30 aikaan raffinointimenetelmä, joka alentaisi kiinteän reaktantin kulutusta metallisulan ... · takaisinhapettumista tai vastaavasti takaisinpelkistymistä estämällä tai vähentämällä.

Edelleen keksinnön tavoitteena on saada aikaan raffinointimenetelmä, jota käytettä-" ·. essä laitteistokustannukset voitaisiin pitää alhaisina tai kohtuullisina.

Edellä kuvatut haittapuolet saadaan eliminoitua ja edellä määritellyt tavoitteet saa-; “ ’; 35 daan toteutettua keksinnön mukaisella jatkuvatoimisella menetelmällä, jolle on tun nusomaista se, mitä on määritelty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

3 108852

Keksinnön etuna aiemmin tunnettuun tekniikkaan verrattuna on se, että keksinnön avulla voidaan huomattavasti tehostaa esimerkiksi hapen poistoa metallisulasta ja samalla vähentää pelkistimen, kuten hiilen kulutusta hyödyttömään palamiseen samoin, kuin hapen liukenemista ilmasta metallisulaan. Lisäksi voidaan vähentää me-5 tallisulan siirtoa, koska keksinnön mukaan voidaan tarvittaessa metallin sulatus ja/tai pystyvalu tangoksi tai langaksi tehdä samassa uunissa kuin edellä mainittu raffinointi ilman, että valanteen laatu heikkenee ilmakehän hapen vaikutuksesta. Kuitenkin keksinnön menetelmää voidaan soveltaa ensin mainitut edut säilyttäen, vaikka keksinnön mukaan raffinoitava metalli sulatettaisiinkin erillisessä uunissa 10 ja/tai raffinoitu metallisula olisikin tarpeen jatkokäsitellä, esimerkiksi seostaa, sulassa tilassa edelleen ja erillään mainitusta raffinoinnista. Keksinnön mukainen menetelmä myös antaa erinomaiset mahdollisuudet prosessin valvontaan ja ohjaukseen. Etuna on edelleen se, että valusuulakkeille on enemmän tilaa kuin aiemmin tunnetuissa ratkaisuissa, koska keksinnössä voidaan käyttää ja on edullistakin käyttää ta-15 vanomaista laakeampaa uunia.

Keksintöä selostetaan seuraavassa yksityiskohtaisesti oheisiin piirustuksiin viittaamalla.

Kuvio 1 esittää yleisesti metallisulan käsittelyastiaa keksinnön mukaisen menetelmän ensimmäisten toteutusmuotojen toteuttamiseksi, pitkittäispystyleikkauksena 20 pitkin kuvion 2 tasoa I-I.

“ '·1 Kuvio 2 esittää kuvion 1 käsittelyastiaa keksinnön menetelmän toteuttamiseksi, :: päältä päin nähtynä pitkin kuvion 1 tasoa II-II.

I · ·

Kuvio 3 esittää yleisesti metallisulan käsittelyastiaa keksinnön mukaisen menetel- , · · ·, män toisten toteutusmuotojen toteuttamiseksi, vastaavassa kuvannossa kuin kuvios- !!! 25 sai.

• · I · l

Kuvio 4 esittää yleisesti metallisulan käsittelyastiaa keksinnön mukaisen menetel-män kolmansien toteutusmuotojen toteuttamiseksi, vastaavassa kuvannossa kuin kuvioissa 1 ja 3.

Kuvio 5 esittää yleisesti metallisulan käsittelyastiaa keksinnön mukaisen menetel-30 män neljänsien toteutusmuotojen toteuttamiseksi, vastaavassa kuvannossa kuin ku- • ‘ : vioissa 1, 3 ja 4.

* » » » 4 108852

Kuvio 6 esittää yleisesti metallisulan käsittelyastiaa keksinnön mukaisen menetelmän viidensien toteutusmuotojen toteuttamiseksi, vastaavassa kuvannossa kuin kuvioissa 1 ja 3-5.

Kuvio 7 esittää yleisesti metallisulan käsittelyastiaa keksinnön mukaisen menetel-5 män kuudensien toteutusmuotojen toteuttamiseksi, vastaavassa kuvannossa kuin kuvioissa 1 ja 3-6.

Kuvio 8 esittää yleisesti metallisulan käsittelyastiaa keksinnön mukaisen menetelmän seitsemänsien toteutusmuotojen toteuttamiseksi, vastaavassa kuvannossa kuin kuvioissa 1 ja 3-7.

i 10 Kuvio 9 esittää yleisesti metallisulan käsittelyastiaa keksinnön mukaisen menetelmän kahdeksansien toteutusmuotojen toteuttamiseksi, vastaavassa kuvannossa kuin kuvioissa 1 ja 3-8.

Aluksi selostetaan keksinnön soveltamiseksi käytettävää raffinointilaitteistoa. Keksinnön mukainen raffinoitavan metallin Ml käsittelyastia 1 on tyypillisesti uuni, jo-15 ka sisältää induktorin 3 ja on edullisimmillaan tarkoitettu pystyvalua varten. Viitteellä Ml tarkoitetaan raffinoitavaa metallia, viitteellä M2 raffinoitua metallia ja viitteellä M sulaa metallia yleisesti. Käsittelyastia 1 on tässä tapauksessa verkkotaajui-nen kouruinduktiouuni, jossa on yksi tai useampi sulatilaan avautuva induktiokouru 13, jonka päistä metallisula M virtaa induktiokouruun 13 ja jonka päistä kuumen-,·: 20 tunut metallisula tulee voimakkaana virtauksena P käsittelyastian sulatilaan. Induk- tiokouru 13 on keksinnön mukaan edullista sijoittaa käsittelyastian 1 pohjaan 24 si-‘: ten, että kourusta lähtevä virtaus P osuu jäljempänä käsiteltävään reaktantin 7, kuten hapettimen tai pelkistimen kerrokseen H2. Induktoreina voidaan käyttää joko U- ,···, kanavainduktoreja tai W-kanavainduktoreja. Siinä tapauksessa, että uunissa on tar- * · 25 koitus sulattaa jähmeässä tilassa eli kiinteässä olomuodossa olevia metallikappaleita 8 suunnassa S2a, kuten kuvioiden 1-3 ja 6 toteutusmuodoissa, on keksinnön mukaan' tarkoituksenmukaista käyttää sellaista induktoria, jolla on mahdollisimman suuri * · *···* sulatusteho eli ns. sulatusinduktoria, kun taas siinä tapauksessa, että uuniin syöte tään suunnassa S2b valmiiksi sulaa lähtömetallia Ml, kuten kuvion 4 toteutusmuo-; 30 dossa, on tarkoituksenmukaista käyttää sellaista induktoria, jolla antaa kourusta tu- , ·. levälle virtaukselle P mahdollisimman suuren nopeuden, mutta jonka sulatusteho on • \ alhainen eli ns. sekoitusinduktoria. Jälkimmäisestä tapausta vastaavassa tilanteessa, I t | ’· '' jossa siis uuniin syötetään valmiiksi sulaa raffinoitavaa metallia Ml suunnassa S2c, •... · voidaan keksinnön mukaan jättää induktori myös kokonaan pois ja metallisulan vir- 35 taus P reaktanttikerrokseen synnyttää lähtömetallin metallostaattisen paineen avulla, 5 108852 kuten on näytetty kuvioissa 7 ja 8. On selvää, että sulan lähtömetallin Ml tapauksessa molemmat edellä mainitut tavat voidaan yhdistää, ts. virtausta P voidaan synnyttää sekä suunnasta S2c tulevalla että suhteellisen pienitehoisella sekoitusinduktoril-la. Tulevan raffinoitavan metalli virtauksen hyödyntämisellä voidaan välttää raffi-5 noidun sulan M ylikuumeneminen, jos raffinoitava sula metalli Ml on jo tullessaan riittävän korkeassa lämpötilassa. Käsittelyastian 1 sulatilan leveys W1 on suurempi ja edullisesti huomattavasti suurempi kuin sulan syvyys Hl. Tällainen muotoilu sallii mm. kokonaisten eli leikkaamattomien kuparikatodien 8 tai vastaavien kappaleiden syöttämisen lappeellaan, eli pääpiirteittäin vaakasuorina uuniin 1, kuten ku-10 vioihin 1, 3 ja 6 on merkitty liikesuuntina S2a. Uuniin voidaan syöttää myös jo edeltäkäsin sulatettua metallia suunnassa S2b tai S2c, kuten on näytetty kuvioissa 4 ja 7-8. Uunin pohjaan tai muuhun sopivaan kohtaan on siis kiinnitetty tarpeellinen määrä sekoitus- tai sulatusinduktoreita 3 erityisesti käsittelyastiassa 1 olevan metal-lisulan M virtausten P aikaansaamiseksi, mutta tarvittaessa myös sulatustehon syn-15 nyttämiseksi, ja/tai uunin pohjaan tai muuhun sopivaan kohtaan on johdettu yksi tai useampi sulan metallin tulokanava 23 käsittelyastiassa 1 olevan metallisulan M virtausten P aikaansaamiseksi. Tässä selostuksessa käsitteellä "uuni" tarkoitetaan sulan käsittelyastiaa siitä riippumatta kohdistetaanko siihen sulatustehoa vai ei, joten kuviot 7 ja 8 esittävät myös uunia. Tässä yhteydessä on uunin pienestä syvyydestä Hl 20 erityisesti hyötyä, koska sulavirtaus P osuu tällöin tehokkaasti alta päin kevyen reak-tantin ("reactant") kerrokseen, kuten jäljempänä selostetaan.

. : Metallisulan M pinnan L pääosaa peittää kansimainen lauttaosa 4, joka jättää sulan :pinnasta oleellisesti vapaaksi vain syöttöalueen A1, jonka läpi esimerkiksi kuparika-: * : todit uppoavat suunnassa S2a sulaan tai metallisula syötetään yläkautta suunnassa :··: 25 S2b uuniin ja uunin vastakkaisessa toisessa päässä tarpeellisen valualueen A2 esi- :merkiksi valusuulakkeille 5a ylöspäin suuntaan SI tapahtuvaa pystyvalua varten tai * 4 · , · · ·. sulan ulosjuoksutusvälineille 5b esimerkiksi alaspäin suuntaan S3 tapahtuvaan juok sutukseen. Siinä tapauksessa, että etukäteen sulaa metallia Ml syötetään uunissa ,., olevan sulan M joukkoon suunnassa S2c reaktanttikerrosta 7 kohti suuntautuvana 30 virtauksena uunin pohjan 24 tai päätyseinämän 25 alueelta tai läpi, voi syöttöalue AI olla hyvin pieni, aivan vastaavasti kuin lauttaosan ja sivuseinämien väli, kuten : on erityisesti osoitettu kuviossa 8. Valettava ja ulosjuoksutettava metalli on käsitte- lyastiassa 1 raffinoitua metallia M2. Lauttaosan pitkittäiset reunat, jotka yhdistävät . mainittua syöttöaluetta AI ja valualuetta A2 rajaavia lautan 4 päitä, ovat mahdolli- » * ;, / 35 simman lähellä uunin pitkittäisiä sivuseinämiä 26, mutta normaalisti kuitenkin pie nellä välyksellä 18. Valusuulakkeet 5a samoin kuin tyhjennys- eli kaatoaukko 5b voivat olla mitä tahansa tarkoitukseen sopivaa tyyppiä, joten niitä ei selosteta tar- 6 108852 kemmin. Vapaaksi jäävillä alueilla metallisulan M pinta L on suojattu ympäröivältä atmosfääriltä esimerkiksi grafiittijauheen, grafiittihiutaleiden 2 tai peitostesuolojen kerroksella H2. Lautta voi 4 voi muodostua esimerkiksi teräksisestä selkälevystä, johon on kiinnitetty eristekerros ja tulenkestävä muuraus, eli lautta on vähintään 5 alaosiltaan tulenkestävää materiaalia. Muunkinlaista lautan konstruktiota voidaan käyttää. Lautan 4 alapinnan reunoista ainakin joihinkin, yleensä vähintään kolmeen reunaan ja mahdollisesti kaikkiin reunoihin on sovitettu alaspäin osoittavat harjanteet 11, joiden merkitykseen palataan myöhemmin. Harjanteiden 11 korkeus lautan 4 alapinnasta 14 alaspäin on vähintään yhtä suuri kuin reaktanttikerroksen jokin ennal-10 ta määrätty paksuus H2.

Keksinnön tarkoittamassa jatkuvatoimisessa menetelmässä saadaan metalliin oleellisesti kaasumuodossa liuennut epäpuhtausaine poistetuksi käyttämällä kiinteässä olomuodossa pysyvää reaktanttia, jolla on ensinnäkin suuri affiniteetti mainittuun epäpuhtauskaasuun ja mahdollisimman pieni affiniteetti ja liukoisuus sulaan metal-15 liin. Tällaisena epäpuhtausaineena voi olla ainakin happi, mutta mahdollisesti myös joissain tapauksissa vety. Kiinteässä olomuodossa pysyvänä reaktanttina 7 voi olla hiili, esimerkiksi puuhiilen tms. muodossa, jolloin kyseessä on pelkistin. Epäpuh-tauskaasun ollessa vety tai muu sen tyyppinen kaasu, tulee kiinteän reaktantin olla hapetin. Toiseksi kevyen reaktantin ominaispaino on oleellisesti pienempi kuin 20 mainitun raffinoitavan metallin ominaispaino sulassa tilassa, jolloin reaktantti ei uppoa metallisulaan, vaan sen käyttäytymistä prosessissa on mahdollista asetella, kuten ’! jäljempänä selostetaan. Lähtömetallin Ml raffinoimiseksi se järjestetään sulaksi M

• joko itse käsittelyastiassa tai sen ulkopuolella. Lisäksi pidetään edellä selostettua re- ; aktanttia 7, joka edullisesti koostuu sopivan kokoisista kappaleista, laattavälineellä •: · ·: 25 metallisulan pinnan alapuolella ja raffinoinnin jälkeen poistetaan raffinoitua metallia ;'": M2 mainitusta käsittelyastiasta jollain sopivalla tavalla, kuten edellä jo on mainittu.

’ *·' Keksinnön yhden toteutusmuodon mukaan synnytetään ensinnäkin mainittuun su-' laan metalliin M vähintään metallisulan virtauksia P sähkömagneettisella induktiol-\: la, jotka saadaan aikaan aikaisemmin mainituilla induktoreilla 3 ja niiden induktio- . * 30 kouruilla 13. Keksinnön toisen toteutusmuodon mukaan synnytetään mainittuun su- , , ·. laan metalliin M vähintään metallisulan virtauksia P etukäteen sulan lähtömetallin

Ml tulovirtauksella tulokanavasta 23 tai tulokanavista 23, jotka virtaukset saadaan : ‘ aikaan aikaisemmin mainitulla lähtömetallin metallostaattisella paineella. Kun tulo- : kanavaa 23 ympäröi suljettu seinämä 30 uunissa 1 olevan metallisulan pinnan L ylä- 35 puolelle korkeuden H5 päähän ja tulokanava 23 aukeaa uunin pohjan 24 tai pääty-seinämän 25 kautta sulatilaan, on ymmärrettävää, että tulokanavasta purkautuu vir- 7 108852 taus P. Virtauksen P voimakkuus voidaan saada halutun suuruiseksi suunnittelemalla korkeus H5 ja tulokanavan/tulokanavien poikkileikkauspinta-ala(t) ennalta tietyn suuruisiksi ja mahdollisesti säädettäviksi. Jos suhteellisen pieni virtaus P riittää, se voidaan saavuttaa myös pelkän yläpuolisen juoksutuksen S2b avulla, kuten on virta-5 ukseen P sisältyvällä viitteellä F osoitettu kuviossa 4, jossa tapauksessa uunista on ajateltava induktori 3 poistetuksi. Näiden metallisulan virtausten P annetaan kohdistua lautan 4 alapuolella olevaan kevyen reaktantin 7 kerrokseen H2. Kun sulatilassa olevan metallisulan pinnan L ja pohjan välinen etäisyys Hl järjestetään sopivan pieneksi, tietenkin suhteessa induktorin tehoon ja/tai tulovirtauksen S2c tai S2b nopeu-10 teen, saadaan virtauksista ainakin suhteellisen voimakkaita niin, että virtaukset P aiheuttavat kevyen reaktantin kappaleiden suhteellista liikettä ja sulan virtauksia kevyen reaktantin kappaleiden välissä. Tämä tehostaa kevyen reaktantin 7 kerroksena H2 olevien kappaleiden ja metallisulan M välistä reaktiota oleellisesti.

| Induktoreja 3 voidaan käyttää pelkästään äsken selostettuun metallisulan ja kevyen 15 reaktantin sekoitukseen, jolloin raffinoitava metalli Ml sulatetaan muualla ja juoksutetaan käsittelyastiaan 1, kuten kuviossa 4 on näytetty, joko jatkuvasti tai jaksoit-taisesti. Vaihtoehtoisesti ja edullisesti raffinoitava metalli Ml sulatetaan käsittelyas-tiassa 1 näitä induktoreja käyttäen, kuten kuvioissa 1, 3, 5 ja 6 on näytettyjä tällöin raffinoitava metalli Ml lisätään uuniin kiinteässä eli jähmeässä olomuodossa. Tässä 20 tapauksessa, jossa metalli Ml lisätään käsittelyastiaan 1 kiinteässä olomuodossa eli metallikappaleina 8, on edullista laskea nämä vielä sulamattomat kappaleet sellai-.' : seen kohtaan uunin 1 sisällä, että induktiokourusta tuleva kuumentuneen metallisu- lan virtaus P osuu tai kohdistuu näihin metallikappaleisiin, kuten kuviossa 3 on : 1 : näytetty. Tällöin voi sulavirtauksen P kohdistuminen vasten kevyen reaktantin 7 ker- ; · ·· 25 rosta H2 hieman tai joksikin aikaa häiriintyä, mutta sillä ei ole oleellista merkitystä, , koska tällöin metallikappale tai metallikappaleet 8 sulavat hyvin nopeasti ja enim- * · · män osan tai ainakin riittävän osan aikaa metallisulan virtaus P induktorista kohdistuu kevyen reaktantin kerrokseen lautan 4 alapinnalla. Kun raffinoitava metalli Ml sulatetaan kohdistamalla induktorista tuleva sulavirtaus P siihen, saadaan lisäksi se ;;; 30 etu, että sulavirtaus P - joka siis on suunnattuna kevyen reaktantin kerrokseen - kuljettaa juuri sulanutta raffinoitavaa metallia mukanaan kevyen reaktantin 7 ker-rokseen H2, jolloin siinä oleva epäpuhtausaine reagoi kevyen reaktantin kanssa ja leviää käsittelyastian muihin osiin pääasiassa vasta tämän jälkeen. Näin ollen raffi- ! t » ‘ . nointi tapahtuu erittäin nopeasti ja ei-raffinoidun sulavan metallin vaikutus käsitte- :,. ’ 35 lyastiassa 1 olevan metallisulan M epäpuhtausaineen pitoisuustasoa nostavasti saa- daan oleellisesti eliminoitua. Edelleen kevyen reaktantin 7 ja metallisulan välistä rektiota voidaan tehostaa lisäämällä reaktanttikerroksen paksuutta H2 metallisulan 8 108852 M pinnan L alapuolella jäljempänä selostettavalla tavalla. Edellä kuvattu koskee soveltuvin osin myös käsittelyastian päädyn 25 tai pohjan 24 kautta sulana syötettävällä virtauksella saatavia vaikutuksia.

Edelleen keksinnön mukaan käytetään tässä käsittelyastiassa 1 itsessään ainakin 5 suhteellisen tiivistä lauttaa 4, jonka alapintaa 14 pidetään ennalta määrätyllä joko vakiolla tai muuttuvalla ja säädettävällä korkeudella ± H3 metallisulan pinnan suhteen. Lautan alapinta 14 voi siten olla sulan pinnan L alapuolella [= -H3] tai sulan pinnan yläpuolella [= + H3]. Tämä korkeus on pienempi kuin sulan pinnalla olevan reaktanttikerroksen paksuus H2, mikä johtaa siihen, että reaktanttia 7 on su-10 lan sisällä. Lautan ei ole tarpeen olla joka hetki optimikorkeudella ja kevyen reak-tantin optimisyvyydellä metallisulassa M. Kun lautta 4 on rakenteeltaan oleellisesti kaasutitvis ja siinä on sulan pinnan L alapuolelle ulottuvat harjanteet 11 kaikissa reunoissaan, ei lautan alapinnan 14 sijaitseminen sulan pinnan yläpuolella haittaa prosessia, koska sulan pinnan yhteys ympäröivään atmosfääriin on kuitenkin estetty. 15 Reaktantin 7 mahdollisten syöttökanavien kautta ei pääse niiden riittävän pituuden ja/tai reaktantin syötön voiman F aikaansaavien laitteiden vuoksi ainakaan merkittäviä määriä mitään haitallista kaasua ympäröivästä atmosfääristä. Lautalla 4 siis estetään metallisulan M pinnan pääosan kontakti ympäröivään ilmakehään. Kevyt reaktantti reagoi tällöin sulassa metallissa liuenneena olevan epäpuhtauskaasun 20 kanssa ja reaktiotulos, joka on tyypillisesti metallisulaan ei-liukoinen kaasu, poistuu | ^ sulasta metallista, jolloin se on raffinoitunut ennalta määriteltyyn epäpuhtauskaasun ! i pitoisuuteen.

* * * · > · ;v; Vielä keksinnön mukaan voidaan syöttää kevyttä reaktanttia 7 lautan alapuolelle sellaisella nopeudella, että ainakin osa reaktanttikerroksen paksuudesta ulottuu me- » 25 tallisulan pinnan alapuolelle. Tämä kevyen reaktantin syöttäminen tapahtuu paina- I · * ; I maila ulkoisella voimalla F metallisulan pinnan alle sulan metallostaattista painetta '" · ’ vastaan. Ulkoinen voima F voidaan toteuttaa edullisesti lautan 4 alueella olevan yh-' den syöttökanavan 6a tai useampien syöttökanavien 6a kautta, jotka syöttökanavat V·..· ulottuvat lautan päällipuolelta sen alapuolelle, kuten ilmenee kuvioista 1, 3 ja 6.

* · ' ..: 30 Syöttökanavien 6a yläpäihin on jäljestetty laitteisto, kuten jokin mäntämekanismi tai « , , syöttöruuvi mainitun voiman F saamiseksi. Tällaisina syöttölaitteistoina 16a voidaan ··, käyttää mitä tahansa tarkoitukseen sopivaa mekanismia tai välinettä, joita ei siten !’ selosteta tarkemmin. Vaihtoehtoisesti ulkoinen voima F ja kevyen reaktantin reitti ’ i voidaan toteuttaa käsittelyastian 1 pohjaan lautan alueen alapuolelle järjestetyn ja ,,· 35 sen läpi ulottuvan syöttökanavan 6b avulla, jonka yhteyteen on järjestetty sopiva venttiililaitteisto 16b. Venttiilin aukaisu päästää erän kevyttä reaktanttia metallisu- 9 108852 laan, jolloin se nousee lautan alapintaa 14 vasten. Venttiiliinitteisto voi myös olla mitä tahansa tarkoitukseen sopivaa tyyppiä, joita ei siten selosteta tarkemmin. Soveltunee kuitenkin vain metalleille, joiden sulamispiste on suhteellisen alhainen. Vielä vaihtoehtoisesti ulkoinen voima F ja kevyen reaktantin reitti voidaan toteuttaa lautan 5 4 reunan alitse, jolloin käytetään automaattisesti tai manuaalisesti toimivaa varren päässä olevaa kelloa 16c, joka painetaan sulan pinnan alle esimerkiksi syöttöalueelta AI, ojennetaan lautan alueen sisäpuolelle sen alla ja annetaan avautua tai päästää kelloon sijoitettu kevyt reaktantti irti, jolloin se nousee lautan alapintaa 14 vasten.

Lautan 4 ja voimalla F tapahtuvan kevyen reaktantin 7 syötöllä kyseinen reaktantti 10 pakotetaan sulan sisälle, jolloin niiden reaktiovaikutus on olennaisesti voimakkaampi kuin aiemmin tunnetuissa uuneissa, joissa kevyt puuhiili kelluu sulan pinnalla, jolloin hiiltä palaa hukkaan ja palamisesta syntyvä tuhka muodostaa lisäksi haitallisen erottavan kerroksen. Lauttaosan 4 alla olevat kevyen reaktantin kappaleet ovat suojattuna niin, että ympäristön ilma ei pääse kosketuksiin niiden kanssa, joten esi-15 merkiksi hiilet eivät pala turhaan. Tästä on seurauksena se, että hiilenkulutus ja kuonanmuodostus vähenee olennaisesti aiemmin tunnettuun tekniikkaan verrattuna, jolloin aikaansaadaan säästöä sekä hiilen hankintakustannuksissa että käyttökustannuksissa. Lauttaosan alapinnan reunoissa olevat matalat tai korkeammat harjanteet 11 estävät puuhiilikappaleiden liukumisen lauttaosan 6 reunan tai harjanteen 11 alit-20 se lauttaosan ja uunin seinämien väliin.

. . Raffinoitava metalli Ml syötetään mainitussa käsittelyastiassa 1 jo olevaan metalli- ; sulaan astian ensimmäisen pään syöttöalueella AI joko kiinteänä suunnassa S2a tai ♦ · • ' · sulana suunnassa S2b tai S2c. Raffinoidun sulan M2 valu jähmeään olomuotoon ja ; ylöspäin SI aikaisemmin mainituilla valusuulakkeilla 5a, tai raffinoidun sulan M2 25 virtautus alaspäin S3 suulakkeen 5b kautta tai vaakasuunnassa kuvioissa ei-esitet- • ]: tyllä tavalla jatkokäsittelyastiaan tapahtuu uunin vastakkaisen toisen pään poistoalu- eella A2. Menetelmässä voidaan siis edullisesti valaa raffinoitua sulaa metallia tan-' goksi tai putkeksi jatkuvana pystyvaluna ylöspäin, käyttäen yhtä tai useampaa maini-.···. tussa käsittelyastiassa olevaan metallisulaan päältäpäin upotettua suulaketta 5a. Pro- 30 sessista saadaan helposti jatkuvatoiminen, koska kevyttä reaktanttia 7 voidaan edel-lisessä kappaleessa kuvatuilla tavoilla lisätä joko jatkuvasti tai jaksoittain lautan 4 alapuolelle ilman, että prosessia on keskeytettävä. Jatkuvatoimisena prosessina kä-sittelyastiaan syötetään lisää raffinoitavaa metallia ja/tai kevyttä reaktanttia joko jak-: soittain tai jatkuvana siten, että prosessissa on aina läsnä ainakin vähän molempia, 35 jolloin keskeytymisiä ei tapahdu. Samoin valu putkeksi tai tangoksi tai valuttaminen suulakkeista 5a, 5b voi tapahtua täysin jatkuvana tai jaksoittaisena.

108852 ίο Käsittelyastiassa 1 olevalla lautalla 4 on siis edellä kuvatulla tavalla estetty metalli-sulan pinnan L pääosan kontakti ympäröivään ilmakehään. Keksinnön vielä erään piirteen mukaan estetään käsittelyastiassa lisäksi metallisulan M pinnan loppuosan, ts. syöttöalueen AI ja valualueen A2 sekä välysten 18 alueilla olevan metallisulan 5 pinnan L oleellinen kontakti ympäröivään ilmakehään järjestämällä sulan pinnalle kerros 20 grafiittipulveria tai grafiittihiutaleita tai peitostesuoloja. Grafiitti on näistä edullisempi, koska se ei sula vaan muodostaa tiiviin kerroksen metallisulan päälle, joka estää sekä haitallisten kaasujen pääsyn ympäröivästä atmosfääristä metallisu-laan, että vähentää lämpöhäviöitä uunista 1. Edelleen grafiittikerroksen 20 läpi voi-10 daan helposti työntää valusuulakkeet 5a ja syöttää raffinoitavaa metallia Ml suunnissa S2a ja S2b. Aivan vastaavasti estetään mahdollisessa jatkokäsittelyastiassa 29 metallisulan pinnan oleellinen kontakti ympäröivään ilmakehään järjestämällä siinä sulan pinnalle kerros grafiittipulveria tai grafiittihiutaleita tai peitostesuoloja 20.

Kevyen reaktantin ja raffinoitavassa metallissa olevan epäpuhtauskaasun reaktiotu-15 loksen ollessa kaasumainen, sen annetaan poistua myös lautassa sijaitsevan kevyen reaktantin lisäyskanavan tai lisäyskanavien 6a kautta, jolloin ympäröivästä atmosfääristä ei pääse haitallisia kaasuja päinvastaiseen suuntaan. Syöttöalueella AI ja valualueella A2 kaasumaiset reaktiotuotteet poistuvat ongelmitta grafiittijauhetta tai grafiittihiutaleita olevan kerroksen 20 läpi.

20 Tarpeen mukaan voidaan sulasta ottaa näytteitä, analysoida ne ja tehdä induktorin 3 . . tehoa, raffinoitavan metallin Ml lisäysnopeutta, raffinoidun metallin M2 poistono- ; peutta ja/tai kevyen reaktantin 7 lisäysnopeutta koskevia päätöksiä joko manuaali- - ' · sesti tai automaattisesti. Keksinnön erään lisäpiirteen mukaan analysoidaan lautassa : olevan kevyen reaktantin lisäyskanavan 6a kautta poistuvien kaasujen koostumusta, ':: 25 kuten kaasumuodossa liuenneen epäpuhtausaineen ja kevyen reaktantin kaasumaista | reaktiotulosta, esimerkiksi sen pitoisuutta ja/tai määrää mittalaitteella 19 ja tehdä sen perusteella edellä kuvattuja tai vastaavia johtopäätöksiä. Edellä mainittuja pois-' tuvia kaasuja ja mainittua reaktiotulosta voidaan vaihtoehtoisesti analysoida mitta-.···. laitteella 19 myös käyttäen suoraan lautan alapinnan 14 alta johdettua erillistä put- ,···. 30 kea, kuten kuviossa 6 on katkoviivoilla näytetty. Keksinnön mukainen menetelmä

mahdollistaa sen, että tehdään erilaisten mittausten perusteella ennalta määriteltyjä korjauksia prosessiin, jolloin metallisulassa mainitun epäpuhtausaineen pitoisuus saadaan pysymään ennalta määrätyn raja-arvon alapuolella tai ennalta määrättyjen : raja-arvojen välissä. Säätö voidaan toteuttaa muuttamalla metallisulan M pinnan L

, · · · ’ 35 alapuolella eli upoksissa olevan kevyen reaktantin 7 määrää sekä kevyen reaktantin kerroksen H2 ja induktorien 3 induktiokourujen 13 suuaukkojen välistä etäisyyttä S.

108852 11

Mitä paksumpi on reaktanttikerroksen H2 paksuus sulan pinnan alla sitä tehokkaampi on reaktio ja mitä pienempi on induktiokourujen suuaukkojen ja kevyen re-aktantin välinen etäisyys S sitä tehokkaampi on reaktio. Jos reaktanttikerroksen H2 paksuus pysyy tarkasteluaikavälillä likimain muuttumattomana, mutta lauttaa siirre-5 tään alaspäin, pienenee etäisyys S. Jos alkutilassa lautan pohja oli sulan pinnan ylä-i puolella [tilanne + H3], nousee sulan pinta reaktanttikerroksessa, ts. upotettuna ole van reaktantin määrä kasvaa. Molemmat muutokset vaikuttavat samaan suuntaan eli tehostavat prosessia. Tämä on suhteellisen nopea säätö. Voidaan tietenkin lisätä kevyttä reaktanttia 7 pitämällä lautan alapinta 14 vakiokorkeudella, jolloin reaktantti-10 kerroksen H2 paksuus kasvaa ja sitä on enemmän sulan pinnan L alapuolella. Tämä on kuitenkin hitaampi tapa reagoida, joten ensin mainittu lautan korkeuden muuttaminen on varsinainen säätösuure, joka on siitä erinomainen, että muuttujat vaikuttavat samaan suuntaan, jolloin säätö saadaan helposti konvergoimaan kohti tavoitearvoa. On selvää, että, jos tarvitaan reaktionopeuden vähentämistä, toimitaan 15 edellä kuvatuille päinvastaisin keinoin. Näin metallisulassa mainitun epäpuhtaus-kaasun pitoisuus saadaan pysymään ennalta määrätyn raja-arvon alapuolella tai haluttujen raja-arvojen välissä.

Keksinnön mukaista menetelmää on edullista toteuttaa, kun raffinoitavana metallina on Ml elektrolyyttikuparia, erityisesti elektrolyyttisesti tuotettuja kuparikatodeja, 20 jolloin kaasumainen epäpuhtausaine on happi. Tässä tapauksessa mainittu kevyt re- aktantti 7 on hiiltä, erityisesti puuhiiltä. Keksinnön mukaista menetelmää voidaan '·,· myös soveltaa kun raffinoitavana metallina Ml on jokin kupariseos, hopea, alumiini .·. : tai magnesium. Erityisesti kun käytetään mainittuja kuparikatodeita lähtöaineena, ne :v. syötetään suunnassa S2a induktiouuniin syöttöalueella AI pääasiassa lappeellaan, ’ ’. 25 kuten kuvioista on todettavissa, minkä jälkeen niiden annetaan sulaa induktorista 3 • · ... tulevassa voimakkaassa sulavirtauksessa P.

: Koska pystyvaluprosessi on jatkuvaa toimintaa, niin lauttaosa 4 voi olla kiinteästi liitettynä uunin reunoihin, kuten kannen 4' muodostava lauttaosa 4 kuviossa 9, sulan pinnan korkeuden tullessa määritetyksi katodien syötön tai sulan raffinoitavan me- .*··. 30 tallin syötön ja valunopeuden suhteella sekä kannen alle järjestetyn ylipaineen tai ’·“ alipaineen avulla. Korkeussuunnassa liikkuva lauttaosa 4 antaa kuitenkin enemmän vapausasteita. Lauttaosa voi olla esimerkiksi sopivilla painoilla tms. ennalta määrä- :: tyllä syvyydellä metallisulan M pinnalla kelluva tai passiivisesti kannattimista roik- . . : kuva rakenne tai sopivilla, sinänsä tunnetuilla kone-elimillä halutuille eri korkeuk- ,·>·. 35 sille tai eri syvyydelle säädettävä rakenne, jolloin säätö tehdään käsittelyastian tai • · sitä ympäröivien rakenteiden ja lautan välisillä toimilaitteilla ennalta määrätylle tai 12 108852 muuttuvalle korkeudelle metallisulan pinnan suhteen. Lautan 4 alapinta 14 voidaan pitää metallisulan pinnan korkeudella, kuten kuvioissa 1 ja 4, tai pinnan alapuolella, kuten kuviossa 3, tai pinnan yläpuolella, kuten kuviossa 5. Edullinen keino lautan alapinnan 14 korkeuden ± H3 säätöön on järjestää lautan 4 alapinnan alle alipaine 5 -Δρ ympäröivään atmosfääriin verrattuna, jolloin ensinnäkin raffinoitavassa metallissa olleen epäpuhtausaineen ja kevyen reaktantin kaasumaista reaktiotulosta poistetaan tehokkaammin lautan alta ja toiseksi alipaine vetää kaasutiivistä lauttaa 4 syvemmälle metallisulaan samalla kun lautan alueella metallisulan pinta L hieman nousee ympäröivään sulan pintaan verrattuna. Siten tällä alipaineella voidaan toteutit) taa aikaisemmin selostettua säätöä. Vielä tämän alipaineen -Δρ etuna on se, että se edesauttaa myös muiden kaasujen, kuten vedyn, poistossa sulasta metallista M.

Kaasujen poistamiseksi sulasta, kuten esimerkiksi alumiinista ja magnesiumista, mutta myös kuparista, voidaan käyttää suurempaa alipainetta, mikäli asemassa + H3 olevan lautan painuminen alipaineen vaikutuksesta estetään kokonaan tai osittain, 15 muodostamalla lautasta 4 esimerkiksi aikaisemmin mainittu kansi 4' ja mitoittamalla lautan alapinnan 14 ja sen reunoissa olevien harjanteiden 11 välinen korkeus + H3, tai vastaavasti kannen alapinnan 14 ja ympäristön paineen kanssa yhteydessä olevan sulan vapaan pinnan L välinen korkeus + H3 riittävän suureksi. Tällöin lautan alapinnan 14 harjanteiden 11 rajaama sulan pinta L* nousee alipaineen vaikutuksesta 20 lauttaa ympäröivää vapaata sulan pintaa L tai käsittelyastiassa olevaa alkuperäistä sulan pintaa L huomattavasti korkeammalle, eli etäisyydelle +H4 vapaasta tai alku-•. : peräisestä sulan pinnasta L, kuten on näytetty kuvioissa 5 ja 9. Kaasunpoistoa varten | . ·. : sulan pintaa voidaan nostaa sulasta metallista riippuen esimerkiksi eri määrä kym- 1 ; / meniä senttimetrejä, jolloin helposti saavutetaan alipaine -Δρ, joka on noin 20 - 30 ' 25 kPa, mikä riittää yleensä kaasun poistoon. Vaihtoehtoisesti lautan 4 tai kannen 4', [.,' joka on kiinnitetty käsittelyastiaan 1, alle voidaan järjestää ylipainetta +Δρ tuomalla ···’ sinne ulkopuolelta lisää sopivaa kaasua tai ilmaa, jolloin sulan pinta L** reaktantin , ‘ * 1 , \ ... · 7 kerroksessa laskee etäisyyden -H4 verrattuna alkuperäiseen tai ympäröivään su lan pintaan L. Kantta 4' käytettäessä ei ole välttämätöntä käyttää sulan pinnalla : [: 30 grafiittipulveria, grafiittihiutaleita tai peitostetta.

Lautan alle järjestettävän alipaineen määrää voidaan myös vaihdella, joko alipaineen . .: Δ[-Δρ] puolella tai ylipaineen Δ[+Δρ] puolella tai alipaineesta ylipaineeseen Δ[-Δρ *...· —> +Δρ] ja takaisin Δ[+Δρ —> -Δρ], eli yleisesti paineenmuutos Δ[Δρ]. Tällä vaihte- , \ : lulla aiheutetaan sulan virtausta P reaktanttikerroksen sisällä ja tehostetaan prosessia 35 huomattavasti.

13 108852

Lautan 4 alapinnan 14 harjanteiden 11 rajaama alapinnan alue voidaan jakaa osiin sijoittamalla alapintaan lisäharjanteita 11' sopiviin kohtiin, kuten kuviossa 5. Näin syntyneissä osissa voidaan alipaineita -Δρ ja -Δρ' säätää ja muuttaa itsenäisesti lautan 4 läpi johdetuilla kaasukanavilla.

5 Kuvioiden 7 ja 8 suhteen on todettava, että tulokanava(t) voi/voivat ulottua uunin koko leveydelle Wl, mutta edullisemmalta näyttää niiden rajaaminen tässä suunnassa muodostamaan vain osa uunin leveydestä Wl, jolloin tulokanavia 23 on yksi tai ! useampia rinnakkain tai muutoin jäljestettynä uunin leveydellä sen syöttöalueella AI, aivan kuten lähtökanavia eli suulakkeita 5a ja/tai 5b on uunin valualueella A2.

• » 1 i i

Claims (18)

1. Jatkuvatoiminen menetelmä metalliin oleellisesti kaasumuodossa liuenneen epäpuhtausaineen poistamiseksi käyttäen kiinteässä olomuodossa pysyvää reaktant-tia (7), jolla on suuri affiniteetti mainittuun epäpuhtauskaasuun ja mahdollisimman I 5 pieni affiniteetti ja liukoisuus sulaan metalliin (M) ja jonka kevyen reaktantin omi naispaino on oleellisesti pienempi kuin mainitun raffinoitavan metallin ominaispaino sulassa tilassa, jossa menetelmässä: - jäljestetään mainitun raffinoitavan metallin (Ml) sulaa käsittelyastiaan (1); - pidetään mainittua reaktanttia laattavälineellä metallisulan pinnan alapuolella; ja 10. poistetaan raffinoitua metallia (M2) mainitusta käsittelyastiasta, tunnettu siitä, että menetelmä lisäksi käsittää vaiheina: - synnytetään mainittuun sulaan metalliin vähintään metallisulan virtauksia (P); - käytetään mainittuna laattavälineenä lauttaa (4, 4'), jota pidetään ennalta määrätyllä tai säädettävällä korkeudella (± H3) metallisulan pinnan (L, L*, L**) suhteen tässä 15 käsittelyastiassa, joka korkeus on pienempi kuin sulan pinnalla olevan reaktanttiker-roksen paksuus (H2); - syötetään mainittua kevyttä reaktanttia (7) mainitun lautan alapuolelle sellaisella nopeudella, että ainakin osa reaktanttikerroksen paksuudesta ulottuu metallisulan pinnan (L, L*, L**) alapuolelle; ja 20. annetaan kevyen reaktantin reagoida sulassa metallissa liuenneena olevan epäpuh- tauskaasun kanssa ja reaktiotuloksen poistua sulasta metallista sen raffinoimiseksi •. : ennalta määriteltyyn epäpuhtauskaasun pitoisuuteen.

. ‘ : 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen jatkuvatoiminen menetelmä, tunnettu siitä, • että mainitut metallisulan virtaukset (P) käsittelyastiassa olevaan sulaan metalliin ’:1': 25 aiheutetaan sähkömagneettisella induktiolla ja/tai metallostaattisella paineella.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen jatkuvatoiminen menetelmä, tunnettu' siitä, että menetelmä lisäksi käsittää vaiheina: ··· - valetaan raffinoitua sulaa metalli tangoksi tai putkeksi jatkuvana pystyvaluna ylös- ! 1 30 päin (5a), käyttäen yhtä tai useampaa mainitussa käsittelyastiassa olevaan metallisu- •: · laan päältäpäin upotettua suulaketta; ja *.·.: - syötetään mainittuun induktiouuniin lisää raffinoitavaa metallia (Ml).

’’’ 4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen jatkuvatoiminen menetelmä, tunnettu :‘ : siitä, että menetelmä lisäksi käsittää vaiheina: :: 35 - annetaan raffinoidun sulan metallin virrata (5b) mainitusta käsittelyastiasta metal lin jatkokäsittelyastiaan; 15 108852 - estetään tässä jatkokäsittelyastiassa metallisulan pinnan oleellinen kontakti ympäröivään ilmakehään järjestämällä sulan pinnalle kerros grafiittipulveria tai grafiitti-hiutaleita tai peitostesuoloja (20); ja - syötetään mainittuun käsittelyastiaan lisää raffinoitavaa metallia.

5. Jonkin patenttivaatimuksista 3-4 mukainen jatkuvatoiminen menetelmä, tun- ! nettu siitä, että siinä edelleen: - jatketaan raffinoitavan metallin ja kevyen reaktantin lisäystä mainittuun käsittely-astiaan joko jatkuvana tai jaksoittaisesti; ja -jatketaan raffinoidun metallin virtauttamista jatkokäsittelyastiaan tai pystyvalua 10 joko jatkuvana tai jaksoittaisesti.

6. Jonkin patenttivaatimuksista 1-5 mukainen jatkuvatoiminen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä lisäksi annetaan mainitun sähkömagneettisen induktion sulattaa kiinteässä olomuodossa lisättyä raffinoitavaa metallia.

7. Jonkin patenttivaatimuksista 1-6 mukainen jatkuvatoiminen menetelmä, tun-15 nettu siitä, että siinä estetään käsittelyastiassa mainitulla lautalla (4, 4') metallisulan pinnan pääosan kontakti ympäröivään ilmakehään.

8. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 tai 7 mukainen jatkuvatoiminen menetelmä, tunnettu siitä, että siinä kevyttä reaktanttia painetaan ulkoisella voimalla (F) metallisulan pinnan alle sulan metallostaattista painetta vastaan, joko lautan alueella olevan . . 20 kanavan tai kanavien (6a) kautta tai vaihtoehtoisesti lautan reunan alitse (6c) tai ’ mainitun käsittelyastian pohjassa olevan kanavan tai kanavien (6b) kautta.

9. Patenttivaatimuksen 7 tai 8 mukainen jatkuvatoiminen menetelmä, tunnettu :··: siitä, että kevyen reaktantin ja raffinoitavassa metallissa olevan epäpuhtauskaasun reaktiotuloksen ollessa kaasumainen sen annetaan poistua lautassa sijaitsevan ke-* ·, 25 vyen reaktantin lisäyskanavan tai lisäyskanavien (6a) kautta.

10. Patenttivaatimuksista 1 tai 2 tai 9 mukainen jatkuvatoiminen menetelmä, tun- ...: nettu siitä, että siinä lisäksi vaiheina: . (: - tehdään sulasta analyysejä, tai analysoidaan lautassa olevan kevyen reaktantin li- . säyskanavan kautta poistuvaa mainittua kaasumaista reaktiotulosta, tai tehdään .'!! 30 muutoin ennalta määrittely; ja "* -muutetaan jonkin/joidenkin näistä perusteella kevyen reaktantin upotussyvyyttä :, ’ · · ja/tai sulan pinnan korkeutta reaktanttikerroksessa siten, että metallisulassa mainitun . epäpuhtauskaasun pitoisuus pysyy ennalta määrätyn raja-arvon alapuolella tai ennal ta määrättyjen raja-arvojen välissä. 16 1 08852

11. Jonkin patenttivaatimuksista 3-5 mukainen jatkuvatoiminen menetelmä, tunnettu siitä, että raffinoitava metalli syötetään mainitussa käsittelyastiassa jo olevaan metallisulaan uunin ensimmäisen pään syöttöalueella (AI) ja raffinoidun sulan valu tai virtautus jatkokäsittelyastiaan tapahtuu uunin vastakkaisen toisen pään poistoalu- 5 eella (A2).

12. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 tai 6 mukainen jatkuvatoiminen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittujen metallisulan virtausten (P) annetaan kohdistua lautan alapuolella olevaan kevyen reaktantin kerrokseen; ja että virtaukset jäljestetään voimakkuudeltaan sellaiseksi, että se aiheuttaa kevyen reaktantin kappaleiden suh- 10 teellistä liikettä ja sulan virtauksia kevyen reaktantin kappaleiden välissä.

13. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 tai 7 tai 12 mukainen jatkuvatoiminen menetelmä, tunnettu siitä, että mainitun lautan alle tuotetaan alipaine (—Δρ) ympäröivään ilmanpaineeseen verrattuna.

14. Patenttivaatimuksen 1 tai 13 mukainen jatkuvatoiminen menetelmä, tunnettu 15 siitä, että mainitun lautan alle tuotetaan muuttuvaa painetta (Δ[Δρ]) sulan virtauksen (P) aikaansaamiseksi reaktanttikerroksessa.

14 108852

15. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 tai 6 tai 12 mukainen jatkuvatoiminen menetelmä, ! tunnettu siitä, että mainitut metallisulan virtaukset (P) synnytetään induktiouunin induktiokourulla; ja että induktiokourusta tulevan kuumentuneen metallisulan anne-. . 20 taan kohdistua uuniin lisättyyn vielä sulamattomaan raffmoitavaan metalliin.

16. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 tai 7 mukainen jatkuvatoiminen menetelmä, tun-nettu siitä, että siinä estetään käsittelyastiassa metallisulan niiden pinta-alueiden, ·;··· jotka ovat lautan sivureunojen ja käsittelyastian sivujen välisessä raossa ja myös ; · * ·. syöttöalueella ja valualueella, kontakti ympäröivään ilmakehään peittämällä mainitut j · · ·, 25 alueet kerroksella grafiittipulveria tai grafiittihiutaleita tai peitostesuoloja (20). »

17. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen jatkuvatoiminen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittuna raffinoitavana metallina käytetään elektrolyyttikupa- " \ ria, erityisesti elektrolyyttisesti tuotettuja kuparikatodeja; ja että mainittu kevyt reak- j ’. _ tantti on hiiltä, erityisesti puuhiiltä.

18. Patenttivaatimuksen 17 mukainen jatkuvatoiminen menetelmä, tunnettu siitä, .·. : että mainitut kuparikatodit syötetään induktiouuniin syöttöalueella pääasiassa lap- peellaan. »> · 17 108852 j