FI64649B - Anordning foer att uppdela blandningar av aotminstone delvis smaelta metaller metallfoereningar och/eller metallhaltig slagg i minst tvao faser med olika taethet - Google Patents

Description

~ | Γα1 .... KuuLUTusjuLKAisu , . , A n B (11) UTLÄCGNINGSSKRIFT 6 4 649 c (45) 12121933 ^ (51) •Cv.ik.^iK.a.3 C 22 B 9/02 // B 04 B 1/12 SUOM I — FI N LAN D (21) P»t«mm*k«iY¥« —P*wnt«n»Wmlnx 1654/74 (22) Hskamiiptlvt — AmMcntngwfeg 29.05*74 ' (23) Alkupilvl—Glltlghetsdag 29.05.74 (41) Tullut ]ulkh«ksl — Bllvlt offtntllg Q2 74

Patentti· }* rekisterihallitut /44) NlhtivUcilpanon ja kuuL|ulk»twm pvm. — H

Patent» och registerttyrelsen Amekan utiagd och utUkrtften pubiictnd j-l· uo* oj (32)(33)(31) Pyydetty Kuoikaus—Bagird prlorltet OX. 06.73

Saksan Iji i tt 01 as aval t a-Förbun ds republiken lyskland(DE) P 2327834.4 Töteennäytetty-Styrkt (71) Klöckner-Humboldt-Deutz Aktiengesellschaft, Deutz-Miilheimer Strasse 111, 5 Köln 80, Saksan Liittotasavalta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) (72) Helmut Winterhager, Aachen, Roland Kanmel, Berlin, Michael Lucke,

Witten, Saksan Liittotasavalta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) (74) Antti Impola (54) Laite ainakin osittain sulien metallien, metalliyhdisteiden ja,/tai metallipitoisten kuonien muodostamien seosten jakalnisek3i vähintään kahteen tiheydeltään erilaiseen faasiin - Anordning för att uppdela blandningar av ätminstone delvis smälta metaller, metallföreningar och/eller metallhaltig slagg i minst· tv& faser med olika täthet Tämän keksinnön konteena on laite ainakin osittain sulien metallien, metalliyhdisteiden ja/tai metallipitoisten kuonien muodostamien seosten jakamiseksi vähintään kahteen tiheydeltään erilaiseen faasiin, jossa laitteessa on linkorumpu, yläpäähän avautuva syöttölaite, vähintään osittain sula juoksuista käsiteltävää ainetta varten ja linkorum-mun alapään alueelle sovitettu poistoaukko suuremman tiheyden omaavaa faasia varten kauempana pyörimisakselista kuin toisen faasin poistoaukko .

Saksalaisesta patenttijulkaisusta 30041 on jo tunnettu periaate sulien metallien ja/tai metalliyhdisteiden muodostamien seosten e-rottamiseksi keskipakovoiman avulla kahdeksi ominaspainoltaan erilaiseksi faasiksi. Tässä patenttijulkaisussa esitetty laite toimii sillä tavalla, että sulaa syöttöainetta syötetään lingon säiliön sisäseinää kohti, josta niin hyvin suuremman onir.aspainon omaava sula faasi kuin myös ominaispainoltaan pienempi sula faasi poistetaan käytännöllisesti katsoen säteittäisessä suunnassa, jolloin erotettavien faasien eri poistokanavien aukot sijaitsevat säiliön sisäpuolella säteittäisessä suunnassa erilaisen välin päässä toisistaan. Tämän tunnetun laitteen eräänä huomattavana epäkohtana on se, että niin hyvin syöttöair.een tu-loaukko ja ainakin ominaispainoltaan pienemmän sulan faasin pcistoauxkc sijaitsevat linkolaitteen sisätilassa välittömästi vierekkäin. Täi- 2 64649 löin jättäessä esimerkiksi metallurgisia kuonia, jotka sisältävät vielä hienojakoisesti dispergoitaneessa muodossa olevia metallipisa-roita, erotustulos huononee huomattavasti, koska hienoilla metallipi-saroiila suhteellisen suuren viskositeetin omaavassa kuonassa rakenteen edellyttämän suuren kyipypaksuuden johdosta ei ole tarpeeksi aikaa laskeutua keskipakovoimien vaikutuksen alaisena, vaan ne tulevat poistetuksi suuressa määrässä erotettavan kuonan mukana.

Tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada laite, joka varmistaa huomattavasti paremman erotustuloksen sekä on rakenteellisesti tunnettuja laitteita parempi ja yksinkertaisempi.

Tämä tarkoitus saavutetaan keksinnön mukaan siten, että linkorummun sisäseinänä su1 a j uok s u i sen aineen kanssa kosketuksiin tulevalta osalta on varustettu innoitettavalla lämmön- ja kornoosionkestävällä vuorauksella, että vuorauksessa tiheammän faasin poistoaukkojen koko-r.a i spc ikk i pinta on pienempi kuin vähemmän tiheän faasin poistoaukko jen kokcnaispoikkipinta, että rummunseinien kulloisetkin vastaavat aukot omaavat suuremman poikkipinnan kuin pcistoaukot, joiden kohdalle pyörimisakseliin nähden ulkosivulle on kulloinkin sovitettu ohjauslevy, jolloin kutakin ohjauslevyä pyörimisakseliin nähden ulkosivulla ympäröi välin päässä paikoillaan oleva keräys- ja kckoomalaitteen kauiusmainen pää. Keksinnön mukaisen laitteen etuna on se, että syöttöpaine keskipakovoiman vaikutuksen alaisena pidetään lingon rummun pitkittäisellä seinämällä suhteellisen ohuena kerroksena. Koska syöttökohta on erotettu selvästi eri faasien poistokohoasta, rummun vastaava piteneminen antaa pidemmän tien faasien erotusta varten, millä varmistetaan puhtaampi erotus myöskin syöttöaineen tliviimpien komponenttien hienojakoisella dispersiolla. Syöttöaineen lingon rummun aksiaalisessa suunnassa läpikulkur.opeuden vastaavalla säädöllä jää riittävästi aikaa erotukselle niin, että poistopäässä eri faasit, esimerkiksi metalli ja kuona on erotettu seivästi niiden koostumuksen mukaan. Ainakin esiintyy voimakas metallin rikastama kuonafaasi jä käytännöllisesti katsoen metalliton kuonafaasi. Tälläöin aikaansaadaan myös taloudellisesti e-duliisia erotustuloksia, kun pienemmän ominaispainon omaavalla faasilla on suhteellisen korkea viskositeetti.

Keksinnön eräälle scveilutusmuodolle on tunnusomaista se, että poistoaukko tiiviimpää faasia varten on sovitettu siten, että se on välittömässä yhteydessä rummun pitkittäiseen seinämään, ja sovitettu erityisesti rummun seinämän jatkeena olevaan päätyseinään. Tämän sc-: el 1 ut usmuodon etuna on se, että lingon rumpu voinaan ajaa täysin tyhjäksi kSyttöhriir iSiden tai käy t tökeskey tysten sattuessa, millä ta vai ia o In -r.r välttää s a·, este,: paljon ai kupera istu sulaa syöttöä j not t.i tai 3 64649 eri faaseja jähmety rummun sisään. Laitteessa, jossa eri faaseja varten on useita poistoaukkoja, on edullista sovittaa nämä lingon kehälle tai etuseinään.

Keksinnön mukaan tiiviimmän faasin poistoaukkojen kokonaispinta on pienempi kuin vähemmän tiiviin faasin poistoaukkojen kokonaispinta. Tällaisella sovellutusmuodolla on yksinkertaisella tavalla mahdollista säätää tiiviin ja vähemmän tiiviin faasin erotusraja säätämällä yksinomaan syöttömäärää. Tällöin on erittäin edullista, että tiiviimmän faasin poistoaukko jen kokor.aispoikkipinta vähemmän tiiviin faasin poistoaukkojen kokonaispoikkipintaan nähden on sellaisessa suhteessa, joka vastaa eri erotusfaasien aikayksikössä erotettavia määriä.

Syöttölaite on eräässä sovellutusmuodossa johdettu aksiaalisesta ja sopivimmin putken muotoisesti lingon rummun syöttöpäähän ja että syöttölaitteen suuaukon kohdalle on sovitettu kääntölaite, joka kääntää sulan syöttöaineen lingon rummun syöttöpään kohdalla rummun seinämää kohti. Tällä sovellutusmuodolla saavutetaan erottuvan sulan aineen päämääräksi asetettu tarkoitus joutua rummun seinämälle. Aineelle jää pitkä matka kulkea rummun pitkittäistä seinämää pitkin. Lisäksi saavutetaan se, että kääntymisen johdosta säteittäiseen suuntaan syöttöaine "uppoaa" suhteellisen syvälle jo rummun seinämällä olevaan kylpyyn ja saa lyhytaikaisesti kiihdytyksen kehänopeuteen. Tällöin erään edullisen sovellutusmuodon mukaan kääntölaite on tehty sopivimmin pyöriväksi kääntölevyksi. Tämän ansiosta syöttöaine saa jo tulokohdalla esikiihdytyksen, joka vaikuttaa edullisesti erotustulokseen.

Keksinnön eräälle erittäin edulliselle sovellutusmuodolle, jossa on sopivimmin pystysuorasti sovitettu pyörimisakseli, on tunnusomaista se, että lingon rummun sisään ulottuu poistopäästä samankeski-sesti rummun sisäseinämään nähden säteittäisen välin päässä kulkeva kannatinkappale syöttöpään alueelle, jolloin kannatinkappaleen syöttö-aukon puoleinen sivu on muodostettu sopivimmin kääntölaitteksi. Näin rakennettu laite voidaan laakeroida myös suurissa yksiköissä vielä "lentävästi", koska tällöin tulee mahdolliseksi sijoittaa laakerointi painopistetason läheisyyteen. Suuremmissa yksiköissä on vieläpä mahdollista sovittaa laakerointi kannatinkappaleen sisäpuolelle niin, että myös suhteellisen suuren pituuden omaavat lingon rummut ovat rakenteellisesti mahdollisia. Vastaavasti eräänä etuna on se , että rummun sisäosa vastaavasti irroitettavan kannen tapauksessa on helposti käsiksi päästävissä ilman mitään suuria asennustöitä.

t i i 64649

Laitteen erään edullsen sovellutusmuodon mukaan lingon rummun sisäseinältä ainakin osittain on varustettu lämpöä eristävällä suojauksella, jolloin suojauksen tai rummun seinämän ne pinnat, jotka voivat tulla kosketukseen sulan aineen kanssa, muodostuvat sopivim-min yhtenä kappaleena valmistetusta ja sopivimman irroitettavasta, lämpöä ja syöpymistä kestävää ainetta olevasta päällysteestä. Tämän sovelitusmuodon etuna on se, että lingon rumpu voidaan valmistaa eri-ainesrakennustavan mukaan, ts. siten, että päällysteelle, joka voidaan valmistaa esimerkiksi pellistä, voidaan valita aine, joka on lämpöä ja syöpymistä kestävä, jotta se voisi kestää sulaa syöttöainetta. Kuitenkaan tässä tavallisesti kyseeseen tulevilla aineilla lämpötiloissa yli 1000 °C ei ole korkeita mekaanisia lujuusominaisuuksia, joita vaaditaan lingon rummun kehänopeuksilla ainakin 8 m/sek.

Tällaisen sovellutusmuodon eräänä lisäetuna on se, että käyttö ja huolto yksinkertaistuvat ja käyttövarmuus suurenee. Tällöin on esimerkiksi mahdollista, että kannen poistamisen jälkeen syöttöpään kohdalta käyttöpään päällyste voidaan poistaa vielä kuumana ja sen jälkeen irrottaa kerrostumat tai kasaumat äkkijäähdyttämällä. Toisaalta tällaisen laitteen käyttöönotto on huomattavasti yksinkertaistunut, koska päällystettä voidaan esikuumentaa uunussa ja sovittaa kuumassa tilassa lingon rummun sisään niin, että kannen sulkemisen jälkeen rumpu voidaan ottaa heti käyttöön.

Lisäksi laitteen erään sovellutusmuodon mukaan on edullista, että esimerkiksi suuttimen muotoisiksi muodostetut eri erotettavien faasien poistoaukot on yhdistetty kiinteästi päällysteen kanssa niin, että päällysteitä vaihtamalla ne voidaan sovittaa poistopoikkipinto-jen toisten poikkipintasuhteiden mukaan, jolloin lyhyen ajan kuluessa laite voidaan sovittaa syöttöaineen muuttuneiden käyttöedellytysten tai syöttöaineen muuttuneiden koostumusten mukaan.

Keksinnön mukaista laitetta selitetään seuraavassa lähemmin, viitaten erään sovellutusesimerkin piirustukseen. Lähemmin esittämättä jätetyn rungon laakerin tappiin 1 on laakeroitu pystysuoran akselinsa ympäri pyörivästi lingon rumpu 2, joka on yhdistetty käyttölaitteeseen. Tässä sovellutusesimerkissä lingon rumpu on tehty keksinnön mukaan siten, että poistopäästä 3 rummun sisätilaan ulottuu samankeskinen ja säteittäisen välin päässä rummun sisäseinämästä kannatinkappale 4 syöttöpään 5 kohdalle. Lingon rumpu on yhdistetty toisaalta tämän kannat inkappaleen välityksellä käyttölaitteeseen ja toisaalta laakeroitu pyör i.vänt i. rungon laakerin tappi j n 1. Laakerin tarpeellista jäähdytys- 5 64649 tä ei ole esitetty lähemmin piirustuksessa. Rummun syöttöpää on varustettu sopivimmin irrotettavalla kannella 6, jonka keskellä olevan aukon 7 kautta rummun sisään ulottuu putkimainen syöttölaite 8.

Tässä sovellutusmuodossa rummun sisään on sovitettu irrotettava lämpöä ja syöpymistä kestävää ainetta oleva sisäosa eli päällyste 9 niiden pintojen suojaamiseksi, jotka voivat tulla kosketukseen sulan aineen kanssa. Esitetyssä esimerkissä tämän sisäosan alapäässä ts.

poistopäässä on sopivimmin useita kehälle jaettuja poistoaukkoja 10 tiivistä faasia varten, jotka aukot on tehty rummun pitkittäisen seinän jatkeeseen etu- tai päätyseinän kohdalle· lyhyemmän välin päähän kiertoakselista kuin missä aukot 10 sijaitsevat, sisäosan 9 etuseinään on tehty poistoaukkoja 11, jotka toimivat erotettavan seoksen vähemmän tiiviin faasin poistamiseksi. Tällöin on edullista valmistaa suojaus eli sisäosa kuumuutta kestävästä koboltti-kromi-rautaseokses-ta, esimerkiksi UMCo 50:stä (50 % Co, 27 % Cr, 23 % Pe).

Keksinnön mukaan jokaisen poistoaukon 10 ja 11 kohdalle kierto-akseliin nähden niiden ulkoreunojen kohdalle on sovitettu ohjauslevyt 12 ja 13. Nämä ohjauslevyt ohjaavat aukkojen kautta tulevan erotetun faasin omaan kokoamisastiaansa. Tällaisen sovitelman eräänä huomattavana etuna on se, että mahdollisia kasaumia voi muodostua ainoastaan itse läpikulkuaukkoihin 10 ja 11. Koska kuitenkin nämä aukot ovat ainoastaan lyhyitä, ei niihin voi kerrostua käytännössä mitään, koska ne pysyvät vapaana virtauksen vaikutuksen alaisena. Sitävastoin varsinaisiin ohjauslevyihin tapahtuvilla kerrostumilla ei ole mitään vaikutusta laitteen toimintakyvylle. Toisaalta aukot 10 ja 11 voivat vapautua pienen pituutensa ansiosta kaiken aikaa yksinkertaisella tavalla kasautumista tai kerrostumista. Sopivimmin poistoaukon 11, joka on tarkoitettu vähemmän tiivistä faasia varten, ohjauslevyjä 13 ympäröi välin päässä niiden ulkosivusta lähemmin esittämättä jätetyn kokoamis-laitteen kaulusmainen pää. Näin on varmistettu pyörimisakselista eri välien päässä olevien erilaisten tiiviyden omaavien poistettavien faasien puhdas erotus. Ohjauslevyn 12 linkoaman tiiviimmän faasin kokoamiseksi lingon rummun alapäätä ympäröi vastaava kokoamisastia 15.

Kone toimii seuraavalla tavalla.

Suunnilleen käyttölämpötilaan esikuumennettu lingon rumpu pannaan pyörimään, jolloin kierrosluku tai kehänopeus riippuu syöttöai-neen yksityisten faasien tai komponenttien viskositeeteista tiiviin faasin pitkälle menevää erotusta silmällä pitäen. Seuraavassa mainitussa lyijypitoisessa kuonassa kehänopeus noin 10-12 m/sek johtaa jo 5 64649 hyvään erotustulokseen. Hajotettava sula syöttöaine, esimerkiksi kuona, joka sisältää dispergoitua metallista lyijyä, johdetaan syöttölaitteen 3 välityksellä pyörivän lingon rummun sisätilaan. Tällöin sula aine joutuu ensin syöttölaitteen suuaukon puoleisen sisäosan 9 pää-typinnalle 16, joka pyörii samalla kierrosnopeudella kuin lingon rumpu ja joka muodostaa siten keksinnön mukaan kääntölevyn. Kannatinkap-paleen 4 ja kääntölevyn 16 välinen pinta on varustettu lämpöä eristävällä verhouksella 19 kannatinkappaleen sisäpuolella olevan laakeroinnin suojaamiseksi. Laakerointi on yhdistetty laakerin tapin 1 välityksellä tarkoituksenmukaisesti esittämättä jätettyyn jäähdytyslaitteeseen. Kääntölevy kiihdyttää suihkun säteittäisessä suunnassa rummun seinämää vastaan ja samalla kehän suuntaan, jolloin sula aine tulee jo kehän suunnassa kulkevalla esinopeudella rummun pitkittäisellä seinämällä keskipakovoimien pitämän ’'kylvyn" ulkopinnalle ja sieltä täyteen kierrosnopeuteen. Koska poistoaukot jatkuvasti vetävät kylvyn o-saa pois, esiintyy virtausta kylvyn aksiaalisessa suunnassa. Keskipakovoiman vaikutuksen alaisena kuonaan hienoksi dispergoituneet lyijy-pisarat liikkuvat nyt suuremman ominaispainonsa johdosta samanaikaisesti rummun pituusseinämää kohti, jolloin ne kerääntyvät syöttöpään takaosan kohdalla suljetuksi kalvoksi tai kerrokseksi. Tässä kerroksessa on ainakin lingon rummun poistopään kohdalla tietty erotuspinta 18 sulan lyijyn ja vähemmän tiiviin tiheän kuonan välillä. Syöttömää-rän, rummun kierrosluvun ja aukkojen 10 sekä 11 poistopinta-alan vastaavalla säädöllä voidaan nyt aikaansaada suunnilleen tasapainoinen tilanne, niin että erotuspinta 18 käytännössä pysyy saman säteittäisen välin päässä pyörimisakselista ja siten aukko 10 voi vetää pois metallisen lyijyn ja aukko 11 ei metallisen kuonan.

Koska nyt lyijypisarat osaksi ovat dispergoituneet hyvin hienojakoisesta kuonaan, niin että kuonan viskositeetin johdosta kaikkein hienoimmat pisarat keskipakovoiman vaikutuksen alaisena varsinkin pitkissä lingon rummuissa eivät kulje ulospäin, käytännössä ei voida saavuttaa mitään täydellistä lyijyn ja kuonan erotusta. Tällöin tiiviim-pänä faasina esiintyy voimakkaasti lyijyn rikastama kuona ja vähemmän tiiviinä faasina hyvin lyijystä köyhä kuona, ts. ei-metallipitoinen kuona. Näin esimerkiksi metallurginen kuona voi sisältää metallista lyijyä 2.37 paino-% hienojakoisessa dispergoituneessa muodossa, jolloin kehänopeuden ollessa noin 12 m/sek kuonassa olevan lyijyn määrä voi alentua noin0.3 paino-%:in, ts. lyijy on saatu takaisin käytännöllisesti katsoen täydellisesti. Periaatteellisesti laitteen rakenteessa erikoista käyttötapausta varten on lähdettävä siitä, erotettavien faa- 7 64 64 9 si en että pienellä ominaispainoerolla rummun pituuden ja/tai rummun läpimitan tai kierrosluvun täytyy olla suurempi kuin suurilla ominais-painoeroilla.

Keksintö ei ole rajoitettu rakenteeltaan eikä käytöltään esitettyyn käyttöesimerkkiin. Niinpä esimerkiksi sulien seosten erottamiseksi, jotka sisältävät vähäisen määrän tiiviimpää faasia vähemmän tiiviissä faasissa edullisesti lieriömäisen lingon rummun sijasta voidaan käyttää kartiomaisesti laajenevaa lingon rumpua tai sovittaa lieriömäiseen lingon rumpuun vastaavasti muodostettu, lämpöä ja syöpymistä kestävää ainetta oleva sisäosa. Eräissä olosuhteissa riittää kar-tiomainen laajennus poistopään kohdalla. Tällöin voidaan myöskin tiiviin faasin pienillä määrillä välittömästi poistoaukkojen edessä muodostaa riittävän syvä kylpy, niin että voidaan säätää määrätty faasi ja varmistaa siten kummankin faasin puhdas erotettu poisto.

Claims (6)

8 64649 i { \

1. Laite ainakin osittain sulien metallien, metalliyhdistei-den ja/tai metallipitoisten kuonien muodostamien seosten jakamiseksi vähintään kahteen tiheydeltään erilaiseen faasiin, jossa laitteessa on linkorumpu (2), yläpäähän avautuva syöttölaite (8), vähintään osittain sulajuoksuista käsiteltävää ainetta varten ja lin-korummun (2) alapään alueelle sovitettu poistoaukko suuremman tiheyden omaavaa faasia (10) varten kauempana pyörimisakselista kuin toisen faasin poistoaukko (11), tunnettu siitä, että iinkorummun (2) sisäseinämä sulajuoksuisen aineen kanssa kosketuksiin tulevalta osalta on varustettu irroitettavalla lämmön- ja kor-roosionkestävällä vuorauksella (9), että vuorauksessa tiheämmän faasin poistoaukkojen (10) kokonaispoikkipinta on pienempi kuin vähemmän tiheän faasin poistoaukkojen (11) kokonaispoikkipinta, että rummunseinien kulloisetkin vastaavat aukot omaavat suuremman poikkipinnan kuin poistoaukot (10, 11), joiden kohdalle pyörimisakseliin nähden ulkosivulle on kulloinkin sovitettu ohjauslevy (12, 13), jolloin kutakin ohjauslevyä (12, 13) pyörimisakseliin nähden ulkosivulla ympäröi välin päässä paikoillaan oleva keräys- ja kokoomalaitteen (14, 15) kaulusmainen pää.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että vuoraus (9) on kobolttikromi-rautaseosta.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että poistoaukko (10) tiiviimpää faasia varten on sovitettu siten, että se on välittömässä yhteydessä rummun (2) pitkittäiseen seinämään, ja sovitettu erityisesti rummun (2) seinämän jatkeena olevaan päätyseinään.

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen laite, tunnettu siitä, että syöttölaite (8) on johdettu aksiaalisesta ja sopivimmin putken muotoisesti lingon rummun (2) syöttö-päähän ja että syöttölaitteen (8) suuaukon kohdalle on sovitettu kääntölaite (16), joka sulan syöttöaineen vielä Iinkorummun (2) syöttönään kohdalla kääntää rummun (2) seinämää kohti. Il 64649 9

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laite, tunnettu siitä, että kääntölaite on muodostettu levyksi (16).

6. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen laite, tunnettu siitä, että linkorummun (2) sisään ulottuu poistopäästä samankeskisesti rummun sisäseinämään nähden säteit-täisen välin päässä kulkeva kannatinkappale (4) syöttöpään alueelle, jolloin kannatinkappaleen syöttöaukon puoleinen sivu on muodostettu sopivasti kääntölaitteksi (16). _ - l. 10 64649 -»'AT5NTKRAV