HU185540B - Method and apparatus for degasing metal melts and/or removing their non-metallic contaminations - Google Patents

Method and apparatus for degasing metal melts and/or removing their non-metallic contaminations Download PDF

Info

Publication number
HU185540B
HU185540B HU205882A HU205882A HU185540B HU 185540 B HU185540 B HU 185540B HU 205882 A HU205882 A HU 205882A HU 205882 A HU205882 A HU 205882A HU 185540 B HU185540 B HU 185540B
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
elements
gas
metal melt
metal
static mixing
Prior art date
Application number
HU205882A
Other languages
Hungarian (hu)
Inventor
Gyoergy Bucsky
Ferencne Orban
Janos Gyenis
Gabor Szina
Oszkar Borlai
Janos Steiner
Jenoe Nemeth
Jozsef Pazmany
Attila Racz
Imre Bartak
Gyula Odor
Akos Szoenyi
Akosne Simon
Original Assignee
Mta Mueszaki Kemiai Kutato Int
Magyar Aluminium
Inotai Aluminiumkoho
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mta Mueszaki Kemiai Kutato Int, Magyar Aluminium, Inotai Aluminiumkoho filed Critical Mta Mueszaki Kemiai Kutato Int
Priority to HU205882A priority Critical patent/HU185540B/en
Priority to FR8310404A priority patent/FR2529230A1/en
Priority to DE19833322621 priority patent/DE3322621A1/en
Priority to GB08317191A priority patent/GB2125435A/en
Priority to JP11367083A priority patent/JPS5964720A/en
Publication of HU185540B publication Critical patent/HU185540B/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B9/00General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
    • C22B9/05Refining by treating with gases, e.g. gas flushing also refining by means of a material generating gas in situ

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Abstract

According to the invention flushing gases are fed into lower end (13) of a duct (2) containing static mixing element(s) and/or spin elements (3). In operation the duct is located in the melt, and so the duct contains molten metal. The duct may contain space-filling bodies and the metal melt is optionally caused to flow or the streaming velocity thereof is changed by means of the gas stream streaming through the duct (2) or by the static mixing elements and/or by means of an inductive heating current. In a modification molten metal flows continuously through the apparatus, which may have more than one duct. It is stated that efficient mixing of gas and metal is obtained without mechanical agitation. <IMAGE>

Description

Számos eljárás ismeretes a fémömledékek gáztalanítására, melyek az ömledékkel érintkező gézatmoszférában csökkentik az eltávolítandó gázok parciális nyomását és ezzel elősegítik — az egyensúly megváltoztatásával — eltávozásukat az ömledékből. így távolítják el pl. a periódusos rendszer VIII csoportjába tartozó fémek ömledékéből az oxigént, stb. A parciális nyomás csökkentése történhet pl. az atmoszférikus nyomás csökkentésével, azaz vákuum alkalmazásával vagy inért gáz áramoltatásával. Ez utóbbi megvalósítható pl. az inért gáz átbuborékoltatásával.Several methods are known for degassing metal melts which, in the gauze atmosphere in contact with the melt, reduce the partial pressure of the gases to be removed and thereby facilitate their removal from the melt by altering the equilibrium. thus removing eg. oxygen from the melt of metals in Group VIII of the Periodic Table, etc. The partial pressure can be reduced e.g. by reducing the atmospheric pressure, i.e. by applying a vacuum or by flowing inert gas. The latter is feasible e.g. by bubbling the inert gas.

Inért gáz használata esetén az eltávolítás hatásfoka függ a fázisérintkezési felület nagyságától és a fázisok érintkezési idejétől, azaz a kontaktidőtől. A maximális hatásfok és ezzel a minimális inért gáz felhasználás eléréséhez biztosítani kell, hogy az eltávolítandó gáz az olvadékban és a környező inért gáz atmoszférában egyensúlyban vagy az egyensúlyhoz igen közel legyen. A lehető legkisebb inért gáz beadagolás megvalósítása azért is szükséges mert a beadagolt gáz — amennyiben nincs előmelegítve — lehűtheti az olvadékot.When using inert gas, the removal efficiency depends on the size of the phase contact surface and the contact time of the phases, i.e. contact time. In order to achieve maximum efficiency and thus a minimum use of inert gas, it must be ensured that the gas to be removed is in equilibrium or very close to the equilibrium in the melt and surrounding inert gas atmosphere. The smallest amount of inert gas added is also necessary because the added gas, if not preheated, can cool the melt.

Nagy érintkezési felületet biztosító gázbevezető eljárást és berendezést ismertet pl. a 3.227.547, 3.743.263 és a 3.870.511 l.sz. USA szabadalmi leírás. Az első leírás szerint sűrített inért gázt (argon, xenon, hélium, nitrogén vagy kripton) vezetnek a fémolvadék felszíne alá 0,3 m3/h beadagolás! sebességnél nagyobb sebességgel, 0 = = 20 mm-nél kisebb átmérőjű nyíláson keresztül miközben a nyíláson kilépő gáz és a fémolvadék között legalább 0,9 m/s, legfeljebb 9 m/s relatív mozgást hoznak létre, melynek eredményeképpen fellépő nyíróhatás következtében a gáz 10 mm átmérőjű buborékokra oszlik el és halad felfelé az olvadékban. Az utóbbi két szabadalmi leírás az előzőekben tárgyalt eljárás megvalósítására ír le berendezést, illetve egy hasonló eljárást ismertet amelynél zárt, nyomás alá helyezhető tartályban forgó tengelyhez szilárdan kapcsolt szárnylapátos forgórész csatlakozik. Ez a forgórész több függőleges csatornával rendelkezik a számylapátok között. A forgótengely felülről benyomott inért gáz a fémolvadékba merülő forgórész függőleges csatornáin keresztül jut kis buborékok alakjában a fémolvadékba miközben a fentiekben említett, a bevezetett inért gáz és a fémolvadék közti 0,9—9 m/s közti relatív sebességet a rotor forgatásával érik el és a rotoron lévő számylapátok olyan intenzív áramlási formát hoznak létre a fémolvadékban, hogy annak lényegében teljes tömege érintkezésbe kerül a gázbuborékokkal. Az ismertetett eljárásokai és berendezéssel a fajlagos inért gáz szükséglet 0,3-2,5 Nm3/t fémömledék.A gas contacting process and apparatus providing a large contact area is described, e.g. 3.227.547, 3.743.263, and 3.870.511, supra; U.S. Pat. According to the first description, a compressed inert gas (argon, xenon, helium, nitrogen or krypton) is introduced under the surface of a molten metal at a rate of 0.3 m 3 / h. at a velocity greater than 0, through an orifice smaller than 0 = 20 mm, while providing a relative movement of at least 0.9 m / s and no more than 9 m / s between the gas exiting the orifice and the resulting molten gas. It is distributed in bubbles with a diameter of 1 mm and moves upward in the melt. The latter two patents describe an apparatus for carrying out the process discussed above, and a similar method, in which a rotary shaft is fixedly connected to a rotatable shaft in a closed pressurized container. This rotor has a plurality of vertical channels between the number paddles. The inert gas pressed from the top of the rotary shaft passes through the vertical channels of the submersible rotor into the metal melt in the form of small bubbles, while rotating the rotor to achieve the above relative velocity of 0.9 to 9 m / s between the blades on the rotor create an intense flow in the molten metal so that substantially all of its mass comes into contact with the gas bubbles. With the methods and apparatus described, the specific gas demand is 0.3 to 2.5 Nm 3 / t metal melt.

A rotort a leírások szerint előnyösen rozsdamentes anyagból vagy hőálló anyagból, így grafitból vagy szilícium-karbamidból készítik. A rozsdamentes anyagból készülő rotor ipari körülmények között általában eléggé ellenálló. Gyakrabban használnak azonban a fémolvadékok gáztalanítással egybekötött tisztítására a szennyezésekkel reakcióba lépő kémiailag aktív gázokat, pl. klórgázt is. Ebben az esetben a fémolvadékok hőmérsékletén a rozsdamentes anyag már nem használható szerkezeti anyagként. Nem áll ellent a klóros atomoszférának, korrodeálódik, tönkremegy és a korróziós termékek a fémolvadékot is szennyezhetik. A grafitból vagy más hőálló anyagból készült rotor ellenáll a klóros atmoszférának, nagy hátránya azonban hogy nehezen bírja az ipari gya2 korlatból következő szélsőséges körülmények közti (hirtelen nagy hőingadozás, stb.) igénybevételt és pl. a grafit rotor a tapaszthat szerint néhány hét vagy hónap alatt tönkremegy.Preferably, the rotor is made of a stainless material or a heat-resistant material such as graphite or silicon urea. A rotor made of stainless material is generally quite resistant under industrial conditions. More commonly, however, chemically active gases reactive with impurities, e.g. also chlorine gas. In this case, at the temperature of the metal melts, the stainless material can no longer be used as a structural material. It is not opposed to the chlorine atomic sphere, corrodes, breaks down and corrosion products can also contaminate the molten metal. A rotor made of graphite or other heat-resistant material is resistant to the chlorine atmosphere, but it has the great disadvantage that it is difficult to withstand the extreme conditions (sudden high temperature fluctuations, etc.) resulting from the industrial practice and eg. the graphite rotor is likely to fail in a matter of weeks or months.

Célul tűztük ki olyan eljárás és a megvalósítására szolgáló berendezés kidolgozását, amely ezeket a hátrányokat kiküszöböli.It is an object of the present invention to provide a method and apparatus for its realization that eliminates these disadvantages.

A találmány szerinti eljárás és berendezés kidolgozása azon a felismerésen alapszik, hogy az ömledékbe az öblítő gáz az önmagában ismert statilois keverő elemek vagy perdítőelemeket tartalmazó betétcsövek alá vezetve a rajtuk áthaladó gáz aprózódik és felfelé haladtában a fémömledéket is magával ragadja. Az így meginduló fémömledék áramlás meglepő módon olyan intenzív, hogy az ismertetett mechanikus keverő megoldások elhagyhatók. A fémömledék áramlást más módon is elősegítjük mechanikus keverők alkalmazása nélkül, pl. létrehozhatunk indukciós áramot is a fémőmledékben. A buborékok turbulens mozgása következtében a perdítőelemeken annyira megnövekszik az aktív gáz és a fémömledék közti anyagcsere, hogy meglepő módon kisebb gázmennyiséggel érhető el a keverő és tisztító hatás.The development of the method and apparatus of the present invention is based on the discovery that the flushing gas introduced into the melt underneath the known statilois mixing elements or insertion tubes containing fluttering elements causes the gas to pass through and to trap the metal melt upwards. Surprisingly, the resulting metal melt flow is so intense that the mechanical mixing methods described above can be omitted. The flow of the metal melt is otherwise promoted without the use of mechanical stirrers, e.g. and inductive currents in the metal melt can also be generated. Due to the turbulent movement of the bubbles, the sputtering elements increase the metabolism between the active gas and the metal melt so that a surprisingly smaller amount of gas can be used to achieve a mixing and cleaning effect.

A találmány szerinti eljárás lényege tehát, hogy az öblítésre szolgáló gázokat a nyugvó vagy áramló fémömledékkel és adott esetben legalább részben térkitöltő idomokkal kitöltött statikus keverő elem(ek) és/vagy perditőelemeket tartalmazó egy vagy több betétcső alsó nyílása alá vezetjük és adott esetben a fémömledéket a betétcsőben vagy a statikus keverő elemeken felfelé haladó gázárammal és/vagy indukciós áram létrehozásával áramlásba hozzuk vagy áramlási sebességét megváltoztatjuk.The process according to the invention thus comprises passing the flushing gases under the lower opening of one or more insertion tubes containing a static mixing element (s) and / or perforating elements filled with a resting or flowing metal melt and optionally at least partially filling elements, and optionally the metal melt. or by changing the flow rate of the gas in an inlet pipe or on static mixing elements with upward flow of gas and / or induction current.

A találmány szerinti eljárás egy előnyös kiviteli módjánál a felfelé haladó gázáramot buborékokra diszpergáljuk.In a preferred embodiment of the process of the invention, the upward gas stream is dispersed in bubbles.

A találmány szerinti eljárás egy kiviteli módjánál a gázáramot < 10 mm átmérőjű egy vagy több nyíláson keresztül vezetjük be.In one embodiment of the process of the invention, the gas stream is introduced through one or more orifices <10 mm in diameter.

A találmány szerinti eljárás egy előnyös kiviteli módjánál a felfelé haladó gázáramot váltakozva szűkülő és bővülő tereket létrehozó statikus keverő elemeken vagy perdítőelemeket tartalmazó betétcsövön vezetjük keresztül,In a preferred embodiment of the process according to the invention, the upward flow of gas is alternately passed through static mixing elements forming a narrowing and expanding space, or through an insertion tube containing fluttering elements,

A találmány szerinti eljárás egy további előnyös kiviteli módjánál a felfelé haladó gázáramot alul szűkülő konfuzor résszel és/vagy felül bővülő diffúzor résszel ellátott betétcsövön vezetjük keresztül.In a further preferred embodiment of the process according to the invention, the upward flow of gas is passed through an insertion tube provided with a converging part at the bottom and / or a diffuser part at the top.

A találmány szerinti eljárást megvalósíthatjuk úgy is, hogy a fémömledéket a bevezetett gázokkal ellenáramban áramoltatjuk.The process according to the invention may also be carried out by flowing the metal melt in countercurrent flow with the introduced gases.

A találmány szerinti berendezés lényege, hogy a nyugvó vagy áramló fémőmledékben a gázbevezető nyílás(ok) felett elhelyezkedő egy vagy több statikus keverő eleme és/vagy perdítőelemeket tartalmazó egy vagy több betétcsöve és adott esetben a statikus keverő elemeket és/vagy perdítőelemeket tartalmazó betétcsöveket legalább részben kitöltött térkitöltő idomai valamint adott esetben indukciós áramot létrehozó eszközei vannak.The apparatus according to the invention comprises at least a portion of the one or more static mixer elements and / or insertion tubes containing the static mixer elements and / or the static mixer elements located above the gas inlet (s) in the resting or flowing metal melt. having filled-in fills and, where appropriate, means for generating an induction current.

A találmány szerinti berendezés egy kiviteli alakjánál a betétcső előnyösen függőleges vagy attól < 5°-kal tér el.In an embodiment of the device according to the invention, the insert tube is preferably vertical or deviating from it by <5 °.

A találmány szerinti berendezés egy előnyös kiviteli alakjának a betétcső és a benne elhelyezett perdítőelemek között váltakozva szűkülő vagy bővülő terei vannak.In a preferred embodiment of the device according to the invention there are alternatingly narrowing or expanding spaces between the insert tube and the baffles therein.

A találmány szerinti berendezés egy más előnyös kiviteli alakjánál a perdítőelemeket tartalmazó betétcsőnek alul szűkülő konfuzor része és/vagy felül bővülő diffúzor része van.In another preferred embodiment of the apparatus according to the invention, the insertion tube containing the flutter elements comprises a tapered confluent portion and / or an expandable diffuser portion.

185 540185,540

A találmány szerinti berendezés egy további előnyös kiviteli alakjának a statikus keverő elemek és a berendezés fel(ak) közt váltakozva szűkülő vagy bővülő terei vannak.In a further preferred embodiment of the device according to the invention, the static mixing elements and the device (s) are alternately narrowing or expanding.

A találmány szerinti berendezés egy kiviteli alakjánál a térkitöltő elemek anyaga előnyösen a statikus keverő elemek vagy a perdftőelemek anyagával azonos a fémolvadéknak ellenálló fém vagy fémötvözet vagy kerámiai anyag.In an embodiment of the device according to the invention, the material of the space-filling elements is preferably the same as the material of a static mixing element or a transfer element or a metal or metal alloy or ceramic material which is resistant to molten metal.

A találmány szerinti eljárást és berendezést a továbbiakban rajzok alapján ismertetjük.The process and apparatus of the invention will now be described with reference to the drawings.

1. ábra Szakaszos üzemű fémömledék tisztító berendezés vázlata váltakozva szűkülő tereket létrehozó statikus keverő elemekkel ellátott konfuzor és diffuzor résszel rendelkező betétcsővel.Figure 1 Schematic of a batch metal melt cleaning device with a confluent tube and a diffuser insert with alternating taper static mixing elements.

2—3. ábra Folyamatos üzemű fémömledék tisztító berendezés vázlata váltakozva szűkülő és bővülő tereket létrehozó statikus keverő elemekkel és a 3. ábrán térkitöltő elemekkel.2-3. Fig. 3A is a schematic diagram of a continuously operating metal melt purifier with static mixing elements alternating between narrowing and expanding spaces and the space filling elements of Fig. 3.

4. ábra Folyamatos üzemű fémömledék tisztító berendezés vázlata fémömledék és tisztító gáz ebben is azonos irányú áramlásával két, konfűzor résszel illetőleg diffuzor résszel ellátott, perdítőelemeket tartalmazó betétcsővel.Figure 4 Schematic diagram of a continuous operation metal melt purifier with two inlet tubes provided with flushing elements with a confluent part and a diffuser part in the same flow of metal melt and purifier gas.

Az 1. ábrán látható szakaszos üzemű nyitott fémömledék tisztító berendezésnél az 1 tartályban a 4 fémömledék bevezetésen betöltött 6 fémömledék helyezkedik el. A tartály közepén található a 13 konfűzor résszel és a 14 diffüzor résszel ellátott és a 3 statikus keverő elemekkel töltött függőleges helyzetű 2 betétcső. Ez a betétcső a függőleges helyzettől < 50-kal eltérő helyzetű is lehet. A betétcső alsó nyílása alatt az 5 öblítő gáz bevezetés található. Az 1 tartály külső felén adott esetben 12 indukciós tekercs helyezkedik el.In the open metal melt cleaning apparatus of batch operation shown in Figure 1, a metal melt 6 is filled in the tank 1 at the metal melt inlet 4. In the center of the container there is a vertical insertion tube 2 with a confluent portion 13 and a diffuser portion 14 filled with static mixing elements 3. This liner may be in a position <50 from the vertical position. Below the lower opening of the liner is a flushing gas inlet 5. Optionally, an induction coil 12 is provided on the outside of the container 1.

A 2. ábrán a folyamatos üzemű fémömledék tisztító berendezés 1 tartályában a 9 válaszfallal két részre osztott 6 fémömledék helyezkedik el. Az 1 tartálynak 7 zárófedele van. A tartályon 4 fémömledék bevezetése és 8 tisztított fémömledék elvezetés van elhelyezve. A 9 válaszfal egyik oldalán 3 statikus keverő elemek találhatók és alattuk van az 5 öblítő gáz bevezetés.In Figure 2, a metal melt 6 is divided into two parts by a partition wall 9 in a container 1 of a continuous metal melt cleaning device. The container 1 has a closure 7. The container is provided with a metal melt inlet 4 and a purified metal melt outlet 8. On one side of the partition 9 there are static mixing elements 3 and below the flushing gas inlet 5.

A 3. ábrán az 1 tartály keskenyebb és szélesebb szárral rendelkező U alakú nyitott tartály. A keskenyebb szárba van felül a 4 fémömledék bevezetés a szárban 3 statikus keverő elemek és köztük elhelyezkedő térkitöltő idomok vannak, a 3 statikus keverő elemek alatt található az 5 öblítő gáz bevezetés. Az 1 tartály szélesebb szárában van a 8 tisztított fémömledék elvezetés.In Figure 3, the container 1 is a U-shaped open container having a narrower and wider shaft. In the narrower shaft there is a metal melt inlet 4 at the top of the shaft and there are static mixing elements 3 therebetween, and there is a flushing gas inlet 5 below the static mixing elements 3. The wider shaft of the container 1 has a purified metal melt drain 8.

A 4. ábrán a 7 fedéllel lezárt és 9 válaszfallal két részre osztott 1 tartályban a 9 válaszfal két oldalán egy-egy 2 betétcső helyezkedik el. Az egyik 2 betétcső fölött van a 4 fémömledék bevezetés, ez a 2 betétcső felül 14 diffuzorral van ellátva és a betétcső tengelyével megegyező tengelyirányú II perdítőelemekkel van kitöltve. A másik 2 betétcsőnek 13 konfuzor része van, és a 2 betétcső tengelyével szöget bezáró tengelyű 10 perdítőelemei vannak, felette van a 8 tisztított fémömledék kivezetés. Mindkét 2 betétcső alatt 5 öblítő gáz bevezetés található. Az 1 tartály 9 válaszfallal elválasztott tereiben 6 fémömledék van.In Figure 4, a container 1 is provided on each side of the wall 9 in a container 1 with a lid 7 and divided by a partition wall 9. Above one of the insertion tubes 2 is the metal melt inlet 4, which is provided with a diffuser 14 at the top and is filled with axial fluttering elements II which are identical to the insertion tube axis. The other insertion tube 2 has a configurator portion 13 and has actuating members 10 with an angled axis at the insertion tube 2, above which is a cleaned metal melt outlet 8. Under each of the liners 2 there is a flushing gas inlet 5. The compartments 1 of the container 1 are separated by a partition 9 and contain a metal melt 6.

Az 1. ábrán látható szakaszos üzemű nyitott fémömledék tisztító berendezésbe a tisztítandó fémömledéket a 4 tisztítandó fémömledék betöltő nyíláson töltjük az 1 tartályba. A 2 betétcső alsó nyílása alatt elhelyezkedő 5 öblítő gáz nyíláson keresztül inért és/vagy aláív gázt vezetünk a 6 fémömledékbe. Az öblítő gáz felfelé áthalad a 2 betétcsőben elhelyezkedő 3 statikus keverő elemeken és eközben apró buborékra oszlik. A felfelé haladó buborék áram magával ragadja a fémömledéket is és így az is áramlik felfelé a 2 betétcsőben. A 2 betétcsövön kívül ekkor egy lassabb, lefelé irányuló fémömledék áramlás alakul ki, amely apróbb buborékokat vihet magával. A kialakuló fémömledék áramlást a 12 indukciós tekercs által a fémömledékbe létrehozott áramlással fokozhatjuk. A 2 betétcsőben a szűkülő, bővülő terek hatására gyorsuló, lassuló áramlás alakul ki, minek következtében az áramok érintkezési helyén igen erős turbulencia alakul ki, a buborékok ennek hatására elaprózódnak és igen erős öblítő hatást fejtenek ki. Az apróbb buborékokkal lefelé haladó ömledék áramból a nem fémes szennyezések kiülepednek vagy az apróbb buborékokkal a felszínre úsznak. A fémömledék áramlást az öblítő gáz áramlás beszüntetésével is fenntarthatjuk a 12 indukciós tekercsben folyó áram segítségével. Ez a nem fémes szennyezők felúszását segítheti elő.In the open-ended metal melt cleaning apparatus of Fig. 1, the metal melt to be cleaned is filled into the container 1 through the metal melt filler opening 4 to be cleaned. Inert gas and / or submerged gas is introduced into the metal melt 6 via a flushing gas port 5 located below the lower opening of the liner 2. The flushing gas passes upwardly through the static mixing elements 3 in the liner 2 and is distributed in a small bubble. The upward bubble current also captures the metal melt and thus flows upwardly in the liner 2. Outside the liner 2, a slower downward flow of metal melt is formed which can carry small bubbles. The resulting metal melt flow can be increased by the flow generated by the induction coil 12 into the metal melt. Due to the narrowing and expanding spaces, the accelerating and slowing flow develops in the insertion tube 2, resulting in a very strong turbulence at the junction of the currents, which causes the bubbles to burst and exert a very strong rinsing effect. From the melt current flowing downward with the tiny bubbles, non-metallic impurities settle or the tiny bubbles float to the surface. The flow of the metal melt can also be maintained by stopping the flushing gas flow by using the current in the induction coil 12. This can facilitate the floating of non-metallic contaminants.

A 2. ábrán látható zárt, folytonos üzemű fémömledék tisztító berendezésbe a 9 válaszfal segítségével a 4 tisztítandó fémömledék betöltő nyíláson az 1 tartályba lépő tisztítandó fémömledék először ellenáramban lefelé halad a 3 statikus keverő elemeken keresztül az 5 öblítő gáz bevezetésen belépő és felfelé haladó gázárammal szemben. A 6 fémömledék ezután az 1 tartálynak a 9 válaszfallal elválasztott másik terébe jut és itt lassan felfelé áramlik. A nem fémes szennyezések eközben felúsznak az ömledék tetejére. A tisztított fémömledék a 8 tisztított fémömledék kivezetésen távozik. Az öblítő gáz elvezetését az ábrán nem jelöltük.2, the metal melt to enter the tank 1 to be cleaned through the septum 9 through the septum 9 is initially countercurrently downstream of the upstream and downstream gas stream 5 through the static mixer elements. The metal melt 6 then enters the other space of the container 1 separated by the partition wall 9 and flows slowly upwards. Meanwhile, non-metallic contaminants float to the top of the melt. The purified metal melt is discharged to the purified metal melt outlet 8. Drainage of flushing gas is not indicated in the figure.

A 3. ábrán látható nyitott, folyamatos fémömledék tisztító berendezésben a 3 statikus elemek közt térkitöltő elemek helyezkednek el, melyeken a fémömledék nem fémes szennyezői felületileg megkötődhetnek. A berendezés különben hasonlóan működik mint ahogy azt a második ábrával kapcsolatban leírtuk.In the open continuous metal melt cleaning apparatus shown in Fig. 3, there are spacer elements between the static elements 3, on which non-metallic impurities of the metal melt may surface. Otherwise, the apparatus operates in a manner similar to that described in the second figure.

A 4. ábrán látható zárt, folyamatos fémömledék tisztító berendezésbe a 4 tisztítandó fémömledék betöltő nyíláson az 1 tartálynak a 9 válaszfal által leválasztott egyik felébe lépő fémömledék egy 2 betétcső közül lefelé áramlik. A 2 betétcsőbe az 5 öblítő gáz bevezetés a belépő öblítő gáz felfelé áramlik a 11 perdítőelemeken keresztül, melynek igen erős gázbuborék aprózódást okoznak. A betétcsőben lassúbb fémömledék áramlás alakul ki mint egyenáram esetén így a kontakt idő meghosszabbodik, és ez az apróbb gázbuborékok miatt kialakuló nagy gáz-fémömledék határfelülettel együtt igen intenzív és gyors fémömledék gáztalanítási hatást idéz elő. A 9 válaszfal másik oldalán a 6 fémömledék lassan felfelé halad. Az öblítő gáz hatására ebben a térfélben a 2 betétcsőben tehát gyorsabb fémömledék áramlési sebesség alakul ki. Az így létrejövő kisebb kontakt időt ellensúlyozza az hogy a 10 perdítőelemek nagyobb turbulenciát okoznak már geometriai elrendezésük következtében is. Ehhez járul a nagyobb fémömledék áramlási sebesség miatti fokozottabb turbulencia. így igen jó gázmentesítés érhető el. A 2 betétcső körül a lefelé haladó áramlást majdnem teljesen közömbösíti a fémömledéknek ebben a térfélben felfelé haladó mozgása, minek következtében nagyon jó a nem fémes szennyezők felúszása.4, the metal melt flowing down one of the insertion tubes 2 into the closed continuous metal melt cleaning device through the opening of the metal melt filler 4 to be cleaned into one half of the container 1 separated by the partition wall 9. The flushing gas inlet 5 into the liner 2 flows upwardly through the flushing elements 11, causing very strong gas bubble bursting. Slower metal melt flow occurs in the liner than with direct current, thus extending the contact time and this, together with the large gas-metal interface formed by the tiny gas bubbles, produces a very intense and rapid metal-melt degassing effect. On the other side of the partition 9, the metal melt 6 slowly moves upwards. The flushing gas thus results in a faster metal melt flow velocity in the liner 2 in this space. The resulting lower contact time is offset by the fact that the flutter elements 10 cause greater turbulence already due to their geometric arrangement. This is accompanied by increased turbulence due to the higher flow rate of the metal melt. Thus, very good degassing can be achieved. The downward flow around the liner 2 is almost completely neutralized by the upward movement of the metal melt in this space, which results in a very good float of non-metallic impurities.

A találmány szerinti eljárás és berendezés alkalmazását példákon világítjuk meg.The use of the method and apparatus of the invention is illustrated by the following examples.

-3185 540-3185-540

1. példaExample 1

Egy folyamatos üzemű, zárt, két — alul szűkülő konfúzor résszel, felül bővülő diffúzor résszel ellátott — pl. 50 mm belső 0 betétcsővel, mint keverő elemmel felszerelt — 650 kg olvadt fém befogadására alkalmas tartályban 4 t/óra átfolyási sebességei végrehajtott tisztítási üzemben a kiinduló kohófém (99,5 E AI) szennyező tartalmát az alábbiakban sikerült csökkentetni:One continuous operation, closed, with two configurator sections at the bottom and a diffuser section at the top, e.g. With a 50 mm inner 0-tube as mixing element, the contaminant content of the parent metal (99.5 E AI) was reduced as follows in a purification plant operating at a flow rate of 4 t / h at a flow rate of 650 kg molten metal:

Na 0,005%-ról 0,0001%-raNa from 0.005% to 0.0001%

Li 0,006%-ról 00,0001% aláLi from 0.006% to less than 00,0001%

H2 0,28 cm3/100 g fémről 0,05—0,1 cm3/100 g fémreH 2 0,28 cm 3/100 g fémről 0.05-0.1 cm 3/100 g of metal

A tisztítás 700—800 °C-on 1 m3/tonna 99,995%-os nitrogén gázzal — amelyben 0 + 3 tf%-ig változtatva a klórtartalmat végeztük. A számított mennyiségű klór adagolása, valamint a zárt tér megszívása, lehetővé tette, hogy a munkacsarnokban káros gázok nem voltak tapasztalhatók.The purification was carried out at 700-800 ° C with 1 m 3 / ton 99.995% nitrogen gas - in which the chlorine content was changed to 0 + 3% vol. The addition of the calculated amount of chlorine and the suction of the enclosed space allowed no harmful gases to be found in the work hall.

Egy-egy gázvezető cső és betét elempárral 4—5000 tonna fém tisztítható meg. Egy ismert eljárásnál grafit keverő használta esetén egy keverővei 1000—1500 t kohófém tisztítható meg. Más ismert eljárások kerámia töltetet használnak és egy töltettel —30001 kohóalumínium tisztítható meg. Az öblítőgáz felhasználás az ismert eljárásoknál 3—5 m3/t kohófém. A gázfelhasználás mennyiségének 1/3-ad részre történő csökkentése, valamint a keverő elemek magas élettartama, lehetővé tette, hogy a ma alkalmazott és a fenti tisztítási fokot megközelítő mechanikus keverővei ellátott fémtisztító közvetlen költségeivel szemben a fémtisztítás fajlagos költségeit 30—40%-ra csökkentsük.Each pair of gas conducting tubes and pads can clean 4-5,000 tons of metal. In a known process, when using a graphite mixer, 1000 to 1500 tons of metallic metal can be cleaned with a mixer. Other known methods use ceramic filler and can be used to clean -30001 metallurgical aluminum. The use of flushing gas in the known processes is from 3 to 5 m 3 / t of metallic metal. The reduction of gas consumption to 1/3 and the high lifetime of the mixing elements have made it possible to reduce the specific costs of metal cleaning by 30-40% compared to the direct cost of a metal cleaner with mechanical agitators of the above degree of purification. .

2. példaExample 2

A fenti tisztítási műveletet A1 MgSi 1 minőségű alumínium ötvözettel elvégezve, a szennyez^ tartalmakat az alábbi módon sikerült csökkenteni:By carrying out the above purification operation with A1 MgSi 1 grade aluminum alloy, the contaminant contents were reduced as follows:

Na 0,0092%-ról 0,0001%-raNa from 0.0092% to 0.0001%

Li 0,0005%-ról 0,0001%-raLi from 0.0005% to 0.0001%

Hí 0,42 cm3/100 g fémről 0,12-0,16 cm3/100 g fémre.Diluting 0.42 cm 3/100 g fémről 0.12 to 0.16 cm 3/100 g of metal.

A tisztítás 700—800 °C-on 1,3 m3/tonna 99,995%-os nitrogén gázzal — amelyben 2,5 tf% klór volt — végeztük.Purification was carried out at 700-800 ° C with 1.3 m 3 / ton 99.995% nitrogen gas containing 2.5% vol. Chlorine.

Tisztított fémből mindkét esetben öntvehengerléssel durva huzalt állítottunk elő, öntvehengerlés közbeni huzalszakadások és repedések száma teljesen megszűnt. Az így előállított előtermékből a finom huzalok gyártása közben a korábbi 0,8 szakadás/tonna durvahuzal 0,2 szakadás/tonna durvahuzal értékre csökkent le.In both cases, coarse wire was formed from refined metal, and the number of wire breaks and cracks during self-rolling was completely eliminated. During the production of fine wires from the product thus obtained, the former 0.8 tens per tonne coarse wire was reduced to 0.2 tens per tonne coarse wire.

Ezen módszerrel tisztított, ötvözött alumínium önthetőségi tulajdonságainak javulása lehetővé tette a korábban alkalmazott szemcsefinomítási műveletek elhagyását.The improved casting properties of the alloyed aluminum, purified by this method, made it possible to abandon the previous refining operations.

A példák segítségével megvilágítottuk a találmány szerinti eljárás és berendezés alkalmazásának módját. Az alkalmazás módja és az alkalmazási terület igen nagy számú változatos, természetesen egyáltalán nem korlátozódik a példákban és az ábrákon bemutatott néhány esetre.The examples illustrate how to use the method and apparatus of the invention. The mode of application and the field of application are very varied, of course, and are not at all limited to the few cases illustrated in the examples and figures.

A példákból kitűnnek eljárásunk és berendezésünk előnyei: Az előkészítési műveletek elhagyása, valamint a felhasznált gáz mennyiségének csökkenése a keverőelemek magas élettartama és alacsonyabb előállítási költsége az ötvözött alumíniumnál a tisztítási és kezelési műveletek költségét 50—55%ra csökkentette és jobb minőségű tisztított fém előállítását tette lehetővé.The examples illustrate the advantages of our process and equipment: Abandoning the preparation operations and reducing the amount of gas used, the high lifetime of the mixing elements and the lower production cost of the alloyed aluminum reduced the cost of cleaning and treatment operations by 50-55% and .

Claims (12)

SZABADALMI IGÉNYPONTOKPATENT CLAIMS 1. Eljárás fémömledékek gázöblítéssel történő szakaszos vagy folyamatos gáztalanítására és nem fémes szennyezőik eltávolítására a fém nyitott vagy zárt edényben adott esetben történő megömlesztésével, az inért és/vagy kémiailag aktív gáznak a tartályban elhelyezkedő vagy áramló fémömledék felszíne alá vezetésével, az ömledéken áthaladt gáz és a fémömledék felszínére került nem fémes szennyezések eltávolításával azzal jellemezve, hogy a gázokat a nyugvó vagy ármló fémömledékkel és adott esetben legalább részben térkitöltő idomokkal kitöltött statikus keverő elem(ek) és/vagy perdítőelemeket tartalmazó egy vagy több betétcső alsó nyílása alá vezetjük és adott esetben a fémömledéket a betétcsőben vagy a statikus keverő elemeken felfelé haladó gázárammal és/vagy indukciós áram létrehozásával áramlásba hozzuk vagy áramlási sebességét megváltoztatjuk.1. A process for the degassing of metal melts by intermittent or continuous degassing and removal of their non-metallic impurities, optionally by melting the metal in an open or closed vessel, introducing an inhaled and / or chemically active gas under the surface of the metal melt in the vessel; removing non-metallic impurities on the surface of the metal melt, characterized in that the gases are introduced under the lower orifice of one or more liner tubes containing static mixing element (s) and / or swirling elements filled with dormant or melting metal melt and optionally at least partially space-filling fittings; introducing or changing the flow rate of the gas in the liner or static mixing elements with upward flow of gas and / or induction current. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja azzal jellemezve, hogy a felfelé haladó gázáramot buborékokra diszpergáljuk.2. The method of claim 1, wherein the upstream gas stream is dispersed in bubbles. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja azzal jellemezve, hogy a gázáram bevezetését < 10 mm átmérőjű egy vagy több nyíláson keresztül valósítjuk meg.3. A method according to claim 1 or 2, characterized in that the gas stream is introduced through one or more openings with a diameter of <10 mm. 4. Az előző igénypontok bármelyike szerinti eljárás foganatosítási módja azzal jellemezve, hogy a felfelé haladó gázáramot váltakozva szűkülő és bővülő tereket létrehozó statikus keverő elemeken vagy perdítőelemeket tartalmazó betétcsövön vezetjük keresztül.A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the upward flow of gas is passed alternately through static mixing elements or a liner pipe containing fluttering elements. 5. Az előző igénypontok bármelyike szerinti eljárás foganatosítási módja azzal jellemezve, a felfelé haladó gázáramot alul szűkülő konfiizor résszel és/vagy felül bővülő difiűzor résszel ellátott betétcsövön vezetjük keresztül.5. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the upward gas flow is passed through a liner having a bottom tapering cone section and / or a top expanding diffuser section. 6. Az előző igénypontok bármelyike szerinti eljárás foganatosítási módja azzal jellemezve, hogy a fémömledéket a bevezetett gázokkal ellenáramban áramoltatjuk.6. A process according to any one of the preceding claims, characterized in that the metal melt is flowed in countercurrent with the introduced gases. 7. Berendezés az 1—5. igénypontok bármelyike szerinti eljárás foganatosítására a fémömledéknek és az inért és/vagy kémiailag aktív gáznak ellenálló béléssel ellátott, nyitott vagy zárt szakaszos feltöltésű vagy átfolyó tartálylyal(okkal) vagy tartályt helyettesítő csőszakasszal(okkal), fémömledék bevezető és elvezető eszközökkel, gázbevezető és zárt fémömledék tartály esetén gázelvezető eszközökkel, a nem fémes szennyezéseknek a fémömledék felületéről eltávolító eszközökkel és hőfokszabályozással azzal jellemezve, hogy a nyugvó vagy áramló fémömledékben a gázbevezető nyílás(ok) felett elhelyezkedő egy vagy több statikus keverő eleme és/vagy perdítőelemeket tartalmazó egy vagy több betétcsöve és adott esetben a statikus keverő elemeket és/vagy perdítőelemeket tartalmazó betétcsöveket legalább részben kitöltött térkitöltő idomai valamint adott esetben indukciós áramot létrehozó eszközei vannak.7. Equipment according to claims 1-5. A method according to any one of claims 1 to 4, having an open or closed batch fill or flow container or tube section (s) having a metal melt and an inert and / or chemically active gas resistant liner, metal melt inlet and outlet means, gas inlet and outlet. gas discharge means, means for removing non-metallic contaminants from the surface of the metal melt and temperature control, characterized in that one or more static mixing elements and / or insertion tubes are provided in the resting or flowing metal melt above the gas inlet opening (s); the insertion tubes containing static mixing elements and / or fluttering elements have at least partially filled space filling elements and, if necessary, means for generating an induction current. 8. A 7. igénypontban mehatározott berendezés kiviteli alakja azzal jellemezve, hogy a betétcső tengelye előnyösen függőleges vagy attól < 50-kai tér el.8. The device of claim 7, wherein the axis of the liner is preferably vertical or deviating from it by <50. 9. A 7. és 8. igénypontban meghatározott berendezés kiviteli alakja azzal jellemezve, hogy a betétcső és a benne elhelyezett perdítőelemek között váltakozva szűkülő vagy bővülő terei vannak.An embodiment of the apparatus as defined in claims 7 and 8, characterized in that there is a narrowing or expanding space alternately between the insert tube and the flapping elements disposed therein. 10. A 7.-9. igénypontok bármelyike szerint meghatározott berendezés kiviteli alakja azzal jellemezve, hogy a perdítőelemeket tartalmazó betétcsőnek alul szűkülő konfűzor része és/vagy felül bővülő diffúzor része van.10. 7-9. An embodiment of the apparatus as defined in any one of claims 1 to 4, characterized in that the insertion tube comprising the flutter elements comprises a tapered portion of a configurator and / or a diffuser portion extending above. 185 540185,540 11. A 7, igénypontban meghatározott berendezés kiviteli alakja azzal jellemezve, hogy a statikus keverő elemek és a berendezés tál(ak) közt váltakozva szűkülő vagy bővülő terei vannak.11. The apparatus of claim 7, wherein the static mixing elements and the apparatus have alternately tapering or expanding spaces between the bowl (s). 12. A 7—11. igénypontok bármelyike szerint meghatározott berendezés kiviteli alakja azzal jellemezve, hogy a térkitöltő elemek anyaga a statikus keverő elemek vagy a perdítőelemek anyagával azonos a fémolvadéknak ellen5 álló fém vagy fémötvözet vagy kerámiai anyag.12. An embodiment of the apparatus as defined in any one of claims 1 to 6, wherein the material of the space-filling elements is a metal or metal alloy or a ceramic material which is identical to the material of the static mixing elements or fluttering elements.
HU205882A 1982-06-25 1982-06-25 Method and apparatus for degasing metal melts and/or removing their non-metallic contaminations HU185540B (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
HU205882A HU185540B (en) 1982-06-25 1982-06-25 Method and apparatus for degasing metal melts and/or removing their non-metallic contaminations
FR8310404A FR2529230A1 (en) 1982-06-25 1983-06-23 METHOD AND APPARATUS FOR DEGASSING METAL FUSION BATH AND / OR REMOVING NON-METALLIC IMPURITIES FROM THESE BATHS
DE19833322621 DE3322621A1 (en) 1982-06-25 1983-06-23 METHOD AND DEVICE FOR DEGASSING METAL MELT AND / OR FOR REMOVING NON-METAL IMPURITIES
GB08317191A GB2125435A (en) 1982-06-25 1983-06-24 Process and apparatus for purifying metal melts
JP11367083A JPS5964720A (en) 1982-06-25 1983-06-25 Method and apparatus for degasing metal melt and/or removingnon-metal impurities from metal melt

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
HU205882A HU185540B (en) 1982-06-25 1982-06-25 Method and apparatus for degasing metal melts and/or removing their non-metallic contaminations

Publications (1)

Publication Number Publication Date
HU185540B true HU185540B (en) 1985-02-28

Family

ID=10957548

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU205882A HU185540B (en) 1982-06-25 1982-06-25 Method and apparatus for degasing metal melts and/or removing their non-metallic contaminations

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JPS5964720A (en)
DE (1) DE3322621A1 (en)
FR (1) FR2529230A1 (en)
GB (1) GB2125435A (en)
HU (1) HU185540B (en)

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3039864A (en) * 1958-11-21 1962-06-19 Aluminum Co Of America Treatment of molten light metals
BE754558A (en) * 1969-08-08 1971-02-08 Alcan Res & Dev METHOD AND APPARATUS FOR FILTERING FUSION METALS
US3737305A (en) * 1970-12-02 1973-06-05 Aluminum Co Of America Treating molten aluminum
US4032124A (en) * 1975-03-28 1977-06-28 Swiss Aluminium Ltd. Apparatus and method for in-line degassing and filtration of molten metal
CA1090587A (en) * 1976-02-02 1980-12-02 John C. Yarwood Apparatus and method for in-line degassing and filtration of molten metal
CH599978A5 (en) * 1976-12-21 1978-06-15 Alusuisse
DE2914347A1 (en) * 1978-04-26 1979-11-08 Alusuisse METHOD AND DEVICE FOR FILTERING AND DEGASSING MOLTEN METAL
FR2463816A1 (en) * 1979-08-24 1981-02-27 Servimetal CARTRIDGE FOR ACTIVE FILTRATION AND PROCESSING OF METALS AND LIQUID ALLOYS
US4384888A (en) * 1981-08-03 1983-05-24 Aluminum Company Of America Treating molten aluminum

Also Published As

Publication number Publication date
GB2125435A (en) 1984-03-07
DE3322621A1 (en) 1984-09-27
JPS5964720A (en) 1984-04-12
GB8317191D0 (en) 1983-07-27
FR2529230A1 (en) 1983-12-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0273928A (en) Device and method for treatment of molten metal
CN107406907A (en) Purify alloy melt
CN111876619A (en) Aluminum alloy melt refining treatment device and method for obtaining ultralow hydrogen and slag content
Rogler et al. Inclusion removal in a tundish by gas bubbling
JP2639669B2 (en) Granulator for molten material
HU185540B (en) Method and apparatus for degasing metal melts and/or removing their non-metallic contaminations
US4714494A (en) Trough shear diffusor apparatus for fluxing molten metal and method
JP4854838B2 (en) Liquid processing equipment
CN107245592A (en) A kind of founding of aluminium ingot
Lazaro Nebreda et al. Multi-purpose high shear melt conditioning technology for effective melt quality and for recycling of Al-alloy scrap
JP4953522B2 (en) Molten silicon purification method and molten silicon purification apparatus
JPH08141709A (en) Tundish for continuously casting molten steel and continuous casting method using same
HU221712B1 (en) Method and device for producing slabs
KR101003940B1 (en) Tundish and method for production of a metal strip of high purity
JPH09122846A (en) Production device for fine gas bubble
JP7397499B2 (en) Molten metal casting method using impact pad in tundish
SU908894A1 (en) Apparatus for refining aluminium and aluminium-based alloys
CN106630543A (en) Silicon and calcium removing device for electroplating sludge
JPH02438Y2 (en)
RU2092592C1 (en) Gear for continuous refining of metal
RU2238990C1 (en) Device for degassing and refining melts of metals and their alloys (versions)
JPH04232218A (en) Apparatus for metallugy of nonferrous metal molten fluid
RU30751U1 (en) Device for degassing and refining molten metals and their alloys (options)
JP2002201017A (en) Method for purifying silicon melt
NO168778B (en) DEVICE FOR EXHAUSTING MOLD METAL.

Legal Events

Date Code Title Description
HU90 Patent valid on 900628
HMM4 Cancellation of final prot. due to non-payment of fee