HU197961B - Gas inducting nozzle for devices serving for degasing metal melts - Google Patents

Description

A találmány tárgya gázbevezető fúvóka fémolvadékok gáztalanítására szolgáló berendezéshez, amelynek kúpos szakasszal ellátott üreges fúvókatartója, üreges kúpos persellyel ellátott, a fúvókatartó kúpos szakaszába benyúló és ott tömítőgyűrűre felfekvő fúvókakúpja, valamint gázvezető csöve van.

Fémolvadékok gáztalanítására szolgáló berendezés és eljárás ismert például az US 4 177 066 számú szabadalomból. Itt a gáztalanítást rezgőtartályt tartalmazó berendezéssel végzik, amelybe a fémolvadékot tangenciálisan vezetik be és a tartályból történő kivezetésig az olvadék rezgésnek van kitéve. Annak érdekében, hogy a bevezetéstől a kivezetésig tartó út során a fémáram megfelelő rezgőmozgása biztosított legyen, szükséges a fémbevezetést a reaktor falhoz képest oly módon kialakítani, hogy a fémolvadék érintőlegesen lépjen be a reaktorba, illetve a tartályba.

Egy célszerű kiviteli alaknál a tartály rendelkezik egy lényegében hengeres szakaszszal, alatta pedig egy második kúpos szakasz van kialakítva. A gázbevezető fúvókák, amelyeken át az öblítőgáz a tartályba jut, a kúpos szakasz falán vannak elhelyezve különböző magasságban, hogy az öblítőgáz öblítő hatása, a teljes olvadékot átjárja a fémbevezetéstől a fémkivezetésig terjedő úton. A fúvókáknak különböző magasságban történő elhelyezése a kúpos szakaszon azt jelenti, hogy a tartály szimmertriatengelyétől különböző távolságra vannak, így maximális öblítőhatás érhető el.

Jóllehet az említett megoldás a korábban alkalmazottakhoz képest számos előnnyel rendelkezik, a gázbevezető fúvókák működése során komoly nehézségek jelentkeznek. Ezek közűi a leglényegesebb, hogy a fúvókák csúcsa környékén fémolvadék lép át a reaktor falon és jelenik meg a külső oldalon. Ezen túlmenően az is jelentős nehézségeket okoz, hogy maga az öblítőgáz is kilép a rendszerből, azaz a íúvóka nem szivárgásmentes. Megemlítjük még, hogy maguk a fúvókák gyakran eltörnek a tartály falába történő behelyezés során.

Az US 4 392 636 számú szabadalom egy olyan gázbevezető fúvókat ismertet, amely az említett US 4 177 166 számú szabadalom szerinti rezgőtartályban alkalmazható. A gázbevezető rendszer olyan fúvókát tartalmaz, amely a tartály falába biztosítással kapcsolódik és a belső reaktor falhoz illeszkedik. A fúvóka olyan illesztő felülettel van ellátva, amely kerámiából vagy hasonló anyagból készített kúphoz csatlakoztatható. A gázbevezető fúvóka rugóval van leszorítva a kerámia ülékre, az pedig a fúvóka tartóra. Ez az elrendezés van hivatva a fém visszaszivárgást megakadályozni.

A gázbevezető fúvókat az öblítőgáz vezetékhez csavaros csatlakozás kapcsolja, amely2 ben a fúvóka csavaros része és az öblítőgáz fúvóka között tömítés van.

A vizsgálatok azt mutatták, hogy a fúvóka csavaros részének elfordítása a csavaros rész és az öblítőgáz fúvóka közötti tömítéshez képest rontja a tömítés hatékonyságát.

'Mkintettel arra, hogy a rezgőtartályban a szénhidrogén és alkáli földfémek válnak ki az alumínium olvadékból, és ezek eltávolítására aktív gázokat, például klórt vagy hasonlót alkalmaznak, nyilvánvaló, hogy szükségessé vált teljesen szivárgásbiztos rendszer kialakítása.

Az US 4 494 735 számú szabadalmi leírás olyan gázbevezető rendszert ismertet ilyen rezgőtartályokhoz, ahol a fúvóka rendszerben szintén olyan fúvóka ülék van, amely a tartály falában van rögzítve és ahhoz szorosan illeszkedik. A fúvóka ülék olyan csatlakozófelülettel van ellátva, amelyre a kerámia vagy hasonló anyagból készült fúvókakúp illeszkedik és az öblítőgáz fúvókát olyan erővel nyomják a fúvókakúpra, amely a kúp megfelelő tömítését biztosítja, hogy elkerülhető legyen a reaktorból folyékony fém kiszivárgása.

Magát az öblítőgáz fúvókát az öblítőgáz vezetékhez olyan menetes csatlakozással kapcsolják, amely egyben a fúvóka testet is rögzíti. A íúvókarögzítő csavar elfordulás ellen rögzítve tart egy tömítésre szorított tartólemezt, a tömítés pedig ezen lemez és a fúvókatest hátsó lapja között van elrendezve. A tartólemezt a tömítésre, illetve a fúvókatestre csavarozás rögzíti olyan erővel, hogy a szivárgást megakadályozza. A rögzítőlemez és a csavar közé adott esetben rugózó alátét helyezhető, hogy a felfekvést megfelelően biztosítsuk.

Ez a kialakítás kezdetben megfelelően működött, idővel azonban fémszivárgás volt észlelhető, ami a fúvókakúp anyagát tönkretette.

A fentieknek megfelelően a jelen találmánnyal először is olyan íúvóka kialakítása a célunk, amely szivárgás nélkül, megbízhatóar biztosítja a gázbevezetést az említett rendszerbe. Célunk továbbá olyan fúvóka kialakítása, amely jól alkalmazható a fémolvadékok gáztalanítására szolgáló berendezésben és amely egyszerű, valamint olcsó.

A kitűzött feladatot úgy oldottuk meg, hogy a fémolvadékok gáztalanítására szolgáló berendezésben, amelynek kúpos szakaszszal ellátott üreges fúvókatartója, üreges, kúpos persellyel ellátott a fúvókatartó kúpos szakaszába benyúló és ott tömítőgyűrűre felfekvő fúvókakúpja, valamint gázátvezető csöve \an, a találmány szerint az üreges fúvókatartón további kúpos szakasz van és a két kúpos szakasz között tálrész van kialakítva, a íúvóka kúpnak pedig elől kúpos fúvókacsúcsa, hátul hengeres pereme van. A tömítőgyűrű a hengeres peremmel van a fúvókatartó vállrészére szorítva és a gázvezető

-2197961 cső a fúvókatartóban tömítő és szigetelő elemekkel, célszerűen kerámiaszálakból álló szigeteléssel és kúpos szorítóhüvellyel van ellátva.

A gázvezető cső körül célszerűen a szigetelést rögzítő alátét és távtartó van elhelyezve.

A találmány szerinti megoldás kiküszöböli a reaktorból történő fémolvadék szivárgást a fúvóka környékén, ezen kívül megakadályozza a gázszivárgást az öblítőgáz hozzávezetését szolgáló vezeték és a fúvóka környezetében. Ezen túlmenően megkönnyíti a fúvóka cseréjét dugulás esetén.

A találmány további részleteit kiviteli példán, rajz segítségével ismertetjük. A rajzon az

Lábra az US 4 177 066 számú szabadalmi leírásban ismertetett rezgőtartályos berendezés vázlatos ,nézete a fúvókarendszerrel, a

2. ábra a találmány szerinti fúvókarendszer metszete a 3. ábra 2-2 metszetvonala mentén, a

3. ábra az egyik fúvókatartó előlnézete és a

4. ábra a találmány szerinti fúvókarendszer robbantott képe.

Az 1. ábrán látható egy 10 rezgőtartály, amely a már ismertetett módon 12 hengeres szakaszból és ezalatt elrendezett 14 kúpos szakaszból áll. Ez a kialakítás megegyezik az US 4 177 066 számú szabadalomban leírt konstrukcióval, amelynek gyakorlatilag minden változatánál alkalmazható a találmány szerinti megoldás.

A különböző fúvókarendszerek a 10 rezgőtartály 14 kúpos szakaszára 16 tartókeretek segítségével vannak felerősítve. A fúvókarendszer és a 16 tartókeret részletei a 2. és 3. ábrán láthatók. A 2. ábra mutatja, hogy a 14 kúpos szakaszon a 10 rezgő tartály fala 18 bélésből, 20 köpenyből (ez többnyire acélköpeny), és a kettő között elhelyezkedő 22 szigetelőrétegből áll.

A 18 bélésen 24 nyílások vannak kialakítva, ezekbe illeszthetők a fúvókarendszerek. A 24 nyílásokban üreges 26 fúvókatartó van elhelyezve. Ennek 28 és 30 kúpos szakasza van, a kettő között pedig 32 váll van kialakítva. A 26 fúvókatartó anyaga bármely kerámia lehet.

Ugyancsak kerámiából készül a 34 kúpos persely, amely a 26 fúvókatartó 30 kúpos szakaszába van tömítetten beillesztve. A 26 fúvókatartó 32-vállára kerámiából készült 36 tömítőgyűrű van felhelyezve. Erre fekszik fel a másik oldalról egy 38 fúvókakúp 40 pereme, míg a kúpos 42 fúvókacsúcs a 26 fúvókatartóba nyúlik be oly módon, hogy a 34 kúpos perselybe tömítetten illeszkedik. Ez képezi a fémolvadék szivárgása elleni első tömítést.

A 38 fúvókakúp 40 pereme rászorítja a 36 tömítőgyűrűt a 26 fúvókatartó 32 vállára és ezáltal itt egy második tömítés alakul ki a fémszivárgás megakadályozására.

A 38 fúvókakúp belsejében lévő 46 bemélyedésbe 44 gázvezetőcső van bepréselve, illetve kerámiai kötéssel vagy egyéb módon egyesítve, hogy megfelelő szivárgásbiztos kapcsolat jöjjön létre. A 44 gázvezető csövet a 26 fúvókatartó tartományában kerámiai szálakból álló 48 szigetelés és 50 kúpos szorítóhüvely veszi körül.

A kerámia szálakból álló 48 szigetelést 52 alátét rögzíti. Ez az 52 alátét a 44 gázvezető csőre van felhúzva és egy ugyancsak a 44 gázvezető csőre felhúzott 54 távtartóval van rögzítve.

A fent reírt 50 kúpos szorítóhüvely célszerűen olyan kerámia szálakból v,an kialakítva, amelyek hő hatására megduzzadnak és ily módon a fém szivárgás ellen további tömítőhatást biztosítanak. Ilyen fém hatására duzzadó anyag például a kereskedelmi forgalomban „Sureseal néven kapható kerámia szál.

A 4. ábrán jól látható, hogy a 44 gázvezető csőhöz 56 összekötőelem csatlakozik. Ennek egyik vége a 44 gázvezető csőbe illeszkedik, másik vége 58 gázvezetékhez van csatlakoztatva. Az 56 összekötő elemen 60 tartókengyel van rögzítve 62 anya segítségével.

A fúvókarendszer a 10 rögzítőtartályra kereszt alakban elhelyezett 64 karok segítségével van felerősítve. Ezek a 10 rezgőtartály 20 köpenyén 66 csavarkötéssel vannak rögzítve. A 64 karokat a 60 tartókengyellel és 72 lemezen feltámaszkodó 68 betét és 70 rugó szorítják a helyükre. A 72 lemezt 74 csavarok rögzítik.

A bemutatott konstrukcióval végzett kísérletek azt bizonyították, hogy a találmány szerinti megoldás teljesen megakadályozza a fémolvadék szivárgását. Természetesen a találmány nem csupán a bemutatott példára korlátozódik. A rajz csupán a találmány jobb megértését szolgálja, természetesen mind alakban, mind nagyságban vagy elrendezésben, illetve az alkatrészek részkialakításában számos egyéb változat is megvalósítható a csatolt igénypontok által meghatározott oltalmi körön belül.

Claims (3)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Gázbevezető fúvóka fémolvadékok gáztalanítására szolgáló berendezéshez, amelynek kúpos szakasszal ellátott üreges fúvókatartója, üreges kúpos persellyel ellátott, a fúvókatartó kúpos szakaszába (30) benyúló és ott tömítőgyűrűre felfekvő fúvókakúpja, \alamint gázvezető csöve van, azzal jellemezve, hogy az üreges fúvókatartón (26) további kúpos szakasz (28) van és a két kúpos szakasz (28, 30) között váll (32) van kialakítva, a fúvókakúpnak (38) elől kúpos fúvókacsúcsa (42), hátul hengeres pereme (40) van, a tömítőgyűrű (36) a hengeres peremmel (40) van a fúvókatartó (26) vállára (32) szorítva és a gázvezető cső (44) a fúvókatartóban (26) tömítő- és szigetelőelemekkel van ellátva.

   -3197961
2. 2. Az 1. igénypont s-zerinti fúvóka, azzal jellemezve, hogy a tömítő- és szigetelőelemeket kerámiaszálakból álló szigetelés (48) és kúpos szorítóhüvely (50) alkotják.
3. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti fúvóka, azzal jellemezve, hogy a gázvezető cső (44) körül a szigetelést (48) rögzítő alátét (52) és távtartó (54) van.