JP2001511241A - 真空を用いてチャンバから溶融物質を除去する方法および装置 - Google Patents

真空を用いてチャンバから溶融物質を除去する方法および装置

Info

Publication number
JP2001511241A
JP2001511241A JP50297598A JP50297598A JP2001511241A JP 2001511241 A JP2001511241 A JP 2001511241A JP 50297598 A JP50297598 A JP 50297598A JP 50297598 A JP50297598 A JP 50297598A JP 2001511241 A JP2001511241 A JP 2001511241A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
slag
container
conduit
molten
vacuum
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP50297598A
Other languages
English (en)
Inventor
マックス ピー シュレンジャー
Original Assignee
ロッキード マーチン アドヴァンスド エンヴァイロンメンタル システムズ インコーポレイテッド
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 ロッキード マーチン アドヴァンスド エンヴァイロンメンタル システムズ インコーポレイテッド filed Critical ロッキード マーチン アドヴァンスド エンヴァイロンメンタル システムズ インコーポレイテッド
Publication of JP2001511241A publication Critical patent/JP2001511241A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D43/00Mechanical cleaning, e.g. skimming of molten metals
    • B22D43/005Removing slag from a molten metal surface
    • B22D43/008Removing slag from a molten metal surface by suction
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B4/00Electrothermal treatment of ores or metallurgical products for obtaining metals or alloys
    • C22B4/005Electrothermal treatment of ores or metallurgical products for obtaining metals or alloys using plasma jets
    • 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
    • C22B9/02Refining by liquating, filtering, centrifuging, distilling, or supersonic wave action including acoustic waves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/15Tapping equipment; Equipment for removing or retaining slag
    • F27D3/1545Equipment for removing or retaining slag
    • F27D3/1554Equipment for removing or retaining slag for removing the slag from the surface of the melt
    • F27D3/1572Equipment for removing or retaining slag for removing the slag from the surface of the melt by suction
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D9/00Cooling of furnaces or of charges therein
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Furnace Details (AREA)
  • Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
  • Furnace Charging Or Discharging (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
  • Gasification And Melting Of Waste (AREA)

Abstract

(57)【要約】 プラズマアーク処理チャンバ(36)内に配置されるスラグ容器(38)を設けることにより、チャンバ(36)内の溶融金属上に浮遊する溶融スラグ(34)のプールからスラグを除去する技術。スラグ容器(38)は、この底部からスラグプール中へと下方に延びるスラグ取入れパイプ(40)を有している。容器(38)の頂部と真空源(46)との間には真空ライン(48)が連結される。容器(38)の内部に真空が供給されると、チャンバ(36)内の圧力によって、スラグが、プールからスラグ取入れパイプ(40)を通って容器(38)内に押しやられる。容器(38)が溶融スラグで充満されると、溶融スラグは、容器の頂部と真空源とを連通するラインのセクション(44)に流入する。スラグがこのセクション(44)に流入すると、冷却および凝固されて、真空ライン内へのスラグの流入または真空ラインを通るガス/空気のこれ以上の流れが防止され、容器内のスラグが依然として溶融状態にある間に、スラグを容器からこぼすことなく、容器(38)をチャンバ(36)から引き上げることができる。

Description

【発明の詳細な説明】 真空を用いてチャンバから溶融物質を除去する方法および装置 発明の背景 本発明は、炉のような処理チャンバ内で、溶融金属のような他の溶融物質のプ ール上に浮遊する溶融スラグ等の溶融物質を除去する技術に関する。本発明は、 特に、例えばプラズマアーク遠心処理(plasma arc centrifugal treatment:“ PACT”)チャンバから、スラグまたは金属等の物質を効率的に除去できる。 有毒廃棄物または危険廃棄物の処理、または回収材料、スクラップまたは合金 元素からの或る種の高価値金属の製造は、PACTシステムまたは静止炉床プラ ズマ処理システム(Static Hearth Plasma Treatment System)で行なわれる。特 に良く適しておりかつ広く使用されている形式の処理炉は、回転るつぼと、該る つぼ内に延入しかつるつぼ内の金属(金属およびスラグが溶融するまで存在する あらゆるスラグを含む)を加熱するプラズマトーチとを使用している。熱処理中 、るつぼは、遠心力によって物質(例えば金属およびスラグ)をるつぼの直立壁 に沿って上昇させるように、比較的高速で回転する。このような回転プラズマア ーク炉は、例えば共有に係る米国特許第5,408,494号に開示されており、該米国 特許の開示は本願に援用する。 一般に、このような炉では、るつぼは回転可能に取り付けられたベースを有し 、該ベースからは通常円形の直立壁が延びている。るつぼは開放頂部を有し、か つ通常、調節された大気を維持できるように外部からシールされた静止チャンバ すなわちハウジング内に配置されている。一般に固体部片、合金材料および添加 物の形態をなす物質がチャンバ内に置かれ、かつアークが飛ばされて、炉内の物 質上に向けられるプラズマトーチによりホットプラズマ流が発生される。るつぼ 内の物質の溶融および処理中にるつぼが回転されるので、遠心力によって物質が 直立るつぼ壁に対して押し付けられかつ一部がるつぼ壁を上昇する。物質が溶融 すると、最大比重をもつ物質(例えば金属)がるつぼの直立壁に対して押し付け られる。スラグのように金属より小さい密度をもつ物質は、金属より半径方向内 方 にある層を形成する。 処理の完了後、金属およびスラグは、例えばるつぼのベースの回転中心に形成 された下向き開口のど部を通って自重により排出される。これは、一般に、溶融 金属が遠心力によって未だるつぼの直立壁に押し付けられている間に、スラグ( スラグは金属より半径方向内方にある)が金属に沿って下方に流れ、のど部に流 入するように、るつぼの回転速度を充分に低下させることにより行なわれる。ほ ぼ全てのスラグが排出されたならば、るつぼの回転を更に低下させて遠心力を低 下させ、金属がのど部を通って排出されるようにする。スラグはるつぼの下に置 かれた容器内に収集され、金属は適当な金型、容器または導管内に導入される。 スラグがひとたびのど部を通って排出し始めたならば、スラグの除去を殆ど制 御できない。るつぼ内のスラグの量はバッチ毎に異なっている。従って、実際に 容器を極めて大きくしない限り、るつぼの下でオーバーフローをモニタリングす ることは困難であるため、スラグ受入れ容器がオーバーフローする危険があり、 容器を極めて大きくすることはそのサイズが好ましくないほど増大し、これに伴 ってPACTチャンバの全サイズも増大してしまう。 また、スラグ容器をるつぼの下に置かなくてはならないため、PACTチャン バの高さがかなり高くなり、これは、るつぼののど部を通してスラグを排出させ る従来技術のプラクティスの他の好ましくない結果を生じさせる。 発明の要約 本発明は、溶融金属上に浮遊する溶融スラグを真空を用いて上方に吸引し、そ の後に溶融金属のみを処理チャンバののど部を通して排出させることにより、処 理チャンバから金属およびスラグを除去するときにこれまで遭遇した困難性を解 消する。別の構成として、真空を用いて、スラグと金属とを選択的に除去できる 。また、スラグ除去後に金属プールを過熱させ、るつぼ内の物質の金属成分をそ の後に真空注出(vacuum teemed)することができる。 概略的にいえば、これは、処理チャンバ内に配置されたスラグ容器から垂下す る導管の下方開端部を延長し、溶融金属のプールの頂部に溶融スラグのプールを 形成させるべくるつぼの回転速度を低下または停止させ、次に、導管に真空を供 給して溶融スラグを容器内に向けて上方に吸引することにより達成される。本発 明の好ましい実施形態では、真空ラインが、スラグ容器の上端部から処理チャン バの外部に配置された真空源まで延びている。 かくして、スラグを除去するとき(例えば、るつぼののど部を通って溶融金属 を排出する前)、下方の導管の自由端を溶融スラグのプール内に延長しかつ真空 源を付勢すると、スラグ容器内が真空引きされて、溶融スラグがプールから導管 を通って容器内に流入する。容器がスラグで充満されるか、スラグ除去作業を完 了すると、スラグ容器と真空源との間の流体ラインが閉じられる。次に、容器内 の溶融スラグが溶融スラグの下方の導管から流出することを防止している間に、 次の冷却、廃棄および/または使用のために、容器が処理チャンバから持ち上げ られる。 容器内の溶融スラグが自重により容器から流出することを防止するため、容器 と真空源との間の流体連通が自動的に閉じられるように構成するのが好ましい。 一実施形態では、これは、少量の溶融スラグが真空ラインに流入できるようにし 、かつ真空ライン内のスラグが迅速に凍結すなわち硬化するように真空ラインを 形成することにより達成される。これにより、真空ラインを通るこれ以上の流体 連通が防止される。この結果、真空源の付勢を解除(除勢)しなくても、スラグ 容器にはこれ以上真空が供給されることはなく、スラグがこれ以上容器内に吸引 されることはない。真空ライン内の凍結スラグは、空気(または処理チャンバ内 のガス)が容器内に流入することを防止し、これにより、真空ライン内の溶融ス ラグが、自重により真空ラインから、例えば処理チャンバ内の溶融金属プール上 に流出することはできなくなる。従って、容器にスラグが充填されるやいなや、 容器からスラグをこぼす危険性なくして容器を処理チャンバから持ち上げて取り 出すことができる。 本発明は、互いに上下に積み重ねる代わりにスラグ容器を部分的または全体的 にるつぼ内に入れ子式に重ねる構成であるため、処理チャンバの全高を大幅に低 減できること、容器が充満さたときに上記のようにして真空を自動的に遮断する ため、スラグ容器の過剰充填を防止できること、および炉の制御および調整が簡 単であること等の多くの長所を提供する。また、所望ならば、本発明は、スラグ および金属を、別々のオリフィスを通して異なる方向に流すことにより、るつぼ から選択的に吸引または注出(teeming)することができる。金属が流れるのど部 およびスラグがスラグ容器内に流入するときに通る導管は、それぞれの物質の侵 食に良く耐えるように構成され、これにより、炉の稼働寿命を高めかつ炉を安価 に運転できる。更に、本発明は、のど部の形状、るつぼのベースすなわち底部の 幾何学的形状、およびるつぼの駆動システムを簡単化する。底部オリフィスすな わちのど部は、適当な容器内へのスラグの真空注出および金属の自重注出ができ るように栓止めすることができる。しかしながら、スラグを真空注出し、続いて 金属成分を真空注出することにより、全ての物質をPACTチャンバの頂部から 除去することができる。第3図および第4図は、真空注出すべき全ての物質に適 した構造を示している。 スラグおよび金属の両者の真空注出は、装置の高さを最小にでき、かつ遠心力 装置および遠心力装置駆動構造を簡単化する。 特に優れた長所は、容器が充満されたとき、溶融スラグが容器から真空源へと 移動する過程で最初に真空ラインに流入すると、溶融スラグを凍結することによ りスラグ注出工程を自動的に終了させることである。好ましい実施形態では、こ れは自動的に行なわれ、従って、容器の過剰充填を防止するためのいかなる制御 機器および厳格な視覚観察(これらは、達成が困難および/または高価であり、 或いは、過大サイズのスラグ容器を収容できるようにするため、処理チャンバの 全体的サイズが大きくなってしまう)をも必要としない。 スラグ容器自体は任意の所望形状にすることができ、かつ処理チャンバ内の高 温、供給される真空により引き起こされる容器の内部と外部との圧力差、および スラグの侵食性に耐えることができるものであれば、任意の適当な材料で構成で きる。供給される真空が、容器の外部と内部との圧力差によってスラグプールか ら容器内への溶融スラグ(またはこの方法で金属を除去したい場合には金属)の 上方への流れを引き起こすのに充分なものである限り、スラグ容器は、溶融スラ グの上方の任意の所望位置に配置できる。この高さは、引き上げられる物質の比 重によって変えられる。かくして、一般的なガラス質スラグは、溶融スラグプー ルの上方約10フィートの高さまで引き上げられるのに対し、非常に重い金属は これに対応して低い高さまでしか引き上げることができない。例えば、鋼は約4 フィートの高さまでしか引き上げることができない。有毒廃棄物の処理および高 価値金属の回収に一般的に使用される比較的小さい炉の場合には、これらの高さ は充分過ぎるものである。 図面の簡単な説明 第1図はPACTシステムの一部を切断して示す概略正面図であり、比較的高 速で回転しているPACTシステムのるつぼを示すものである。 第2図は第1図と同様な概略正面図であり、静止または低速で回転しているる つぼおよび本発明の真空スラグ除去システムを示すものである。 第3図および第4図は第2図と同様な概略正面図であり、本発明の真空スラグ 除去システムの別の実施形態を示すものである。 第5図は第4図の5−5線に沿う拡大断面図である。 第6図は第4図の6−6線に沿う部分側断面図である。 好ましい実施形態の説明 最初に第1図の好ましい実施形態を参照して説明すると、本発明の真空スラグ 除去システムは、プラズマアーク処理(PACT)チャンバからスラグを除去す るのに使用される。このような処理チャンバの構造は良く知られており、従って 詳細には説明しない。しかしながら、概略的に説明すると、このようなチャンバ 2は、ドラムベースすなわち底部6により形成された回転るつぼすなわちドラム 4を有し、該ドラム4から、通常円筒状の直立壁8が延びている。るつぼ4は開 放上端部10を有しかつ適当なベアリング12上に支持されている。駆動装置( 図示せず)が、ドラム4を軸線14の回りで矢印16で示す方向に回転する。ド ラム4のベース6はその中央に凹み18およびのど部20を有し、該のど部を通 って溶融金属が自重でドラムから排出される。のど部20の下端部は適当な導管 、容器または金型等(図示せず)に連結されおよび/またはドラムから排出され る物質をこれらの導管、容器または金型等に導入する。 着脱可能な頂部カバー24を有するハウジング22は、回転ドラム4を包囲し かつドラムを外部から密封シールし、これにより、ドラムの内容物部および/ま たは圧力に関して制御された大気がPACTチャンバ2内に維持される。ハウジ ングの下端部の構造は当業者には良く知られており、簡単化のため図示しない。 ハウジング(例えばその頂部カバー24)には、プラズマアークトーチ26が 適当に取り付けられ(一般的には枢着され)ており、該プラズマアークトーチは 電源28に接続されている。 例えは有毒廃棄物または危険廃棄物の処理または回収材料からの或る高価値金 属の製造に使用する場合、固体または溶融した形態の材料が必要添加物と一緒に 、例えば頂部カバー24に取り付けられた供給開口(図示せず)を介してドラム 4内に入れられる。プラズマトーチ26にアークが発生され、プラズマトーチに より発生されたホットプラズマが、ドラム内に置かれた材料に向けられる。これ と同時に、またはプラズマトーチの直ぐ下に置かれた金属が溶融した後、ドラム の駆動装置が付勢されてドラムが回転し始め、プラズマトーチはドラム中の材料 を加熱し続ける。溶融物質30は、これに作用する遠心力により半径方向外方に 押しやられ、これにより、溶融物質30はドラム壁8に沿って上方に移動し、液 体表面32を形成する。重い金属は直立壁8に沿って集合し、一方、軽いスラグ は金属の上に層を形成しかつ液体表面32を形成する。 ここで第1図および第2図を参照すると、ドラム4内の金属の加熱、処理、合 金化等の完了後、ドラムの回転が低下または停止され、溶融物質はドラムベース 6の頂部上にプール34を形成する。金属の比重とスラグの比重とが異なるため 、溶融金属はドラムベースの頂部上に下方のプールを形成しかつ溶融スラグは金 属プールの頂部上にスラグプールを形成する。溶融金属がのど部20を通ってド ラム4から排出される前に、スラグプールが真空スラグ除去システム36を用い て除去される。 真空除去システム36はスラグ容器38を有し、該スラグ容器38は、その下 端部の取入れ口40と、その上端部の真空引き口44とを有している。真空ライ ン45は真空源46と連通しており、容器38の内部は真空チャンバになる。 また、ハウジングのカバー24は、例えばパイプ52に連結されるフランジ5 0により形成されたアクセス開口48を有する。パイプ52は、その後の使用 または廃棄のために適当なホイスト機器(図示せず)を用いて、スラグ容器38 をPACTチャンバ2からパイプ52内に軸線方向に移動させることができる充 分なサイズを有する。パイプ52には適当な摺動シール53および閉鎖板(図示 せず)が設けられており、PACTチャンバ2とハウジングの外部との間のシー ルを損なうことなく、スラグ容器38をPACTチャンバから取り外すことがで きるようになっている。このようなシールおよび/または閉鎖部材は当業者に良 く知られており、従ってここではこれ以上説明しない。 溶融金属プールの頂部上に浮遊するスラグを除去する時点に到達すると、スラ グ容器38は、このスラグ取入れ口40が溶融スラグプール中に浸漬されるまで 、矢印54で示すように軸線方向に下降される。その後、真空源46を付勢する か、真空源とスラグ容器との間の弁(特別には図示せず)を開くことにより、真 空を容器の内部42に供給する。スラグ取入れ口40の近傍のスラグ容器38の 浸漬端部は溶融スラグとの液体シールを形成するので、PACTチャンバ2内の 圧力(該圧力は、スラグ容器38の内部の真空より高圧である)によって、溶融 スラグが、スラグプールからスラグ取入れ口40を通ってスラグ容器38の内部 に押しやられる。 スラグの吸引が続けられると、容器38内のスラグレベル56が上昇し、最終 的には真空ライン45の端部に到達する。溶融スラグが真空ライン45内に流入 することを防止するため、スラグ冷却器60が、真空引き口44の直ぐ上の短い 導管セクション58の周囲に配置されるか、該導管セクション58に組み込まれ る。冷却器60は、例えば、クーラントライン64を介してクーラント源62に 連結される水冷形銅スリーブで構成できる。溶融スラグが冷却パイプセクション 58に流入すると、凍結すなわち凝固される。これにより、パイプセクションに 固形栓が形成され、溶融スラグが更に上方に流れることが防止される。この結果 、真空ライン45内に真空が存在する場合でも、スラグ容器38内に更にスラグ が引き上げられることはなく、かつスラグが真空ライン内に流入してこれを汚染 することもなくなる。 適当なパイプカプラ66が、スラグ容器38から上方に延びるパイプセクショ ン58と、真空ライン45の下端部とを連結している。カプラ66は冷却器60 の上方に配置されているので、いかなるスラグもパイプカプラ66に流入するこ とはできない。かくして、PACTチャンバ2からスラグ容器38を引き出した 後、スラグ容器38を真空パイプから取り外して、新しい空のスラグ容器を真空 パイプに取り付け、新しい容器を再びPACTチャンバ内に下降させて、残留す る全てのスラグの除去、チャンバ内での次の金属バッチの処理後のスラグの吸引 、または金属をのど部20を通して排出する代わりに処理チャンバから除去する ことに使用できる。 スラグ容器38がPACTチャンバ2から引き出されるとき、スラグ容器のパ イプセクション58内の凍結スラグ栓が、空気(またはガス)が真空引き口44 を通って容器の内部42内に流入することを防止する。従って、容器38内のス ラグが溶融状態にある場合でも、スラグ取入れ口40からスラグが流出すること はない。 スラグ容器38は、冷却器60により包囲されたパイプセクションの部分とス ラグプールとの間の高さ差が、PACTチャンバ2内に比較的高い圧力を発生さ せ、溶融スラグを、スラグが凍結して凍結スラグ栓を形成するパイプセクション 内へと上方に押し出すことを可能にする寸法を有しかつ位置決めされる。この高 さを、PACTチャンバ2内の圧力が露出スラグを押し出すことができる最大高 さより大きく位置決めすると、栓が形成されずかつスラグ容器38の一部のみが 溶融スラグによって充填されるに過ぎず、スラグ取入れ口40を溶融スラグプー ルから取り出したときに、真空源62と容器38の内部42との連結が外される と溶融スラグがスラグ取入れ口40から流出してしまうであろう。このような場 合には、パイプセクションに適当な弁(図示せず)を取り付けて、真空が遮断さ れる前にこの弁を閉じておくことができる。 実際には、第1図に示したような全開放形下端部にする代わりに、通常、第3 図および第4図に示すように、閉鎖底部68を備えたスラグ容器38を設けるの が好ましい。このような容器38は、その底部68が、物質(例えば、溶融金属 の頂部上に浮遊する溶融スラグ)のプール34の上方に配置される。取入れパイ プはスラグ底から溶融スラグのプール内に向かって下方に延び、その下端部は容 器のスラグ取入れ口を形成する。他の点については、第3図および第4図に示す 真空スラグ除去システムは、第2図に関連して説明した真空スラグ除去システム と同じである。 また、第3図および第4図には、それぞれ回転ドラムすなわちるつぼ72、7 4が示されている。これらのるつぼ72、74は第1図に示したのど部20とは 異なる内部形状を有し、例えば、それぞれのベースには中央隆起部76が設けら れている。しかしながら、第3図および第4図に示す炉は、第2図に示した炉と 同様に、前述のような着脱可能な頂部カバー24を備えたシール形ハウジング2 2を有している。 PACTチャンバ内に配置されていても、スラグ容器38が過度に加熱される ことを防止するため、容器38の外面には断熱材の層78(第3図にのみ示され ている)が取り付けられ、所望ならば容器の内面にも設けることができる(図示 せず)。また、スラグ取入れパイプ70はスラグ容器38の中央に配置(第3図 )するか、第4図に示すように、容器の中央からオフセットして配置(特に、容 器および炉の幾何学的形状および/または相対サイズがこれを必要にする)する こともできる。容器38の内部と外部との間の圧力差に耐える充分な強度を容器 にに付与するため、容器の外部または内部に補強リブ80を設けることができる (内部の補強リブは図示せず)。 第5図および第6図には、溶融スラグが真空パイプセクション58に流入する ときに溶融スラグを凍結する冷却器60(第2図)を使用する場合の別の構成が 示されている。パイプセクションの一部82は高い外表面/内部体積比が得られ るように平坦化されており、この平坦化されたパイプセクションに溶融スラグが 流入すると、スラグからパイプセクションの外面への比較的大きい熱伝達によっ てスラグが凍結されし、かつ溶融スラグが真空ライン45を上方に向かって更に 流れることを防止する栓を形成する。本発明のこの実施形態は、パイプセクショ ン58の周囲の大気の温度がスラグの融点より低い場合に有効である。 本発明の更に別の実施形態では、冷却器60(第2図)を設ける代わりに、例 えば、前述のような平坦化されたパイプセクション82、遮断弁(図示せず)ま たは耐火材で作られた多孔質栓84をパイプセクション58内に配置することが できる。ライン45に真空が供給されると、容器の内部42からのガスが栓を通 って流れ、これにより、容器内に真空が発生されかつ液体スラグが前述のように して容器内に向かって上方に移動する。ひとたびスラグが栓84に到達すると、 スラグが微孔(ポア)内に流入し、微孔の直径が小さいために該微孔が閉鎖され かつスラグが栓を通って流れることが防止される。スラグ容器38が真空ライン から外されるときに、空気(または他のガス)が栓を通って容器の内部42内に 流入することが防止されることは同様である。かくして、容器内のスラグが溶融 状態にある場合でも、スラグは容器内に保持され、スラグ取入れ口から流出する ことはない。この実施形態は、パイプセクション58の周囲の温度がスラグの融 点より高い場合に特に有効である。 以上、本発明をPACTチャンバに関連して説明したが、スラグ容器の外部と 内部との間に正の圧力差が維持される炉である限り、本発明は、静止炉床処理シ ステム、開放炉床炉等の他の形式の炉からの溶融スラグの除去にも使用できる。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.周囲からシールされた真空チャンバを設ける段階と、スラグと真空チャンバ との間の流体連通を確立する段階と、スラグを真空チャンバ内に吸引できる真 空をチャンバ内に発生させる段階と、前記流体連通を確立する段階を遮断する 段階と、以前にチャンバ内に吸引されたスラグをチャンバ内に保持する段階と を有することを特徴とする溶融金属上に浮遊する溶融スラグを除去する方法。 2.前記溶融スラグおよび溶融金属は炉内にあり、流体連通を確立する段階の前 に炉内にチャンバを配置する段階を有する、請求の範囲第1項に記載の方法。 3.前記チャンバと、炉の外部に配置された真空源とを流体的に連結する段階を 有する、請求の範囲第2項に記載の方法。 4.前記チャンバから真空源まで延びる導管を設ける段階を有し、前記保持段階 が幾分かの溶融スラグを導管内に流入させかつ該スラグを導管内で凝固させる ことからなる、請求の範囲第3項に記載の方法。 5.凝固スラグの位置を、炉内の溶融スラグの表面レベルより上の高さであって 、炉内の圧力とチャンバ内の圧力との間の圧力差の方が、凝固スラグに隣接す る溶融スラグと炉内の溶融スラグとの間の溶融スラグの圧力差より大きくなる ように選択された高さに位置決めする段階を有する、請求の範囲第4項に記載 の方法。 6.前記凝固段階が、幾分かの溶融スラグを凝固させるべく選択された位置で、 チャンバと真空源との間の導管の一部を冷却する段階からなることを特徴とす る請求の範囲第4項に記載の方法。 7.前記真空を発生させる段階が、チャンバから、炉の外部に配置された真空源 まで導管を設けることからなり、溶融スラグの一部を導管内に流入させる段階 と、導管内にある間にスラグの一部を凝固させる段階と、その後に真空源から 導管を取り外す段階と、炉からチャンバを取り出す段階とを有する、請求の範 囲第2項に記載の方法。 8.ベースおよび該ベースから上方に延びた壁とを備えた上方が開放したロータ と、溶融金属および該金属上に浮遊する溶融スラグと、ロータを包囲するハウ ジングとを有するプラズマアーク遠心炉から溶融スラグを引き出す方法におい て、下端部の第1開口および上端部の第2開口を備えたスラグ容器をハウジン グ内に配置する段階と、溶融スラグのプール中に第1開口を置く段階と、ハウ ジング内部とスラグ容器の内部との圧力差によって溶融スラグが第2開口に到 達するまで容器内に流入されるように、充分な真空を第2開口に供給する段階 と、第2開口を閉じかつ該第2開口を介してのスラグ容器の内部と外部との間 の流体連通を防止すべく、真空が供給されている間に第2開口の近傍における 溶融スラグの一部を凍結させる段階と、その後にハウジングの内部から容器を 取り出す段階と、第1開口を通してハウジングから流出させることなく、容器 内の溶融スラグをハウジングの内部から引き出す段階とを有することを特徴と する方法。 9.前記導管の下端部が第1開口を形成するように、容器の下端部から溶融スラ グのプール中へと導管を下方に延ばす段階を有する、請求の範囲第8項に記載 の方法。 10.前記ハウジングの外部に真空源を設ける段階と、導管が第2開口を形成する ように、スラグ容器の上端部と連通する導管に真空源を設ける段階とを有し、 前記凍結段階が、溶融スラグの一部を導管内に流入させかつスラグが導管内に ある間にスラグの一部を凍結することからなる、請求の範囲第8項に記載の方 法。 11.前記導管はほぼ円筒状の導管であり、スラグ容器の上端部に近接した導管の セクションを平坦化して、スラグの一部の凍結を容易にする段階を有する、請 求の範囲第10項に記載の方法。 12.前記スラグの一部を凍結する段階は、スラグの一部が位置する導管のセクシ ョンをクーラントで冷却することからなる、請求の範囲第10項に記載の方法 。 13.ベースと、該ベースから上方に延びた炉壁と、金属が溶融金属のプールを形 成しかつ該溶融金属のプール上に溶融スラグが浮遊するように、炉内に置かれ た金属およびスラグを加熱する加熱装置と、スラグプール内に入れられる下方 開口およびスラグプールの上方に配置される上方開口を備えた、炉内に配置さ れるスラグ容器と、真空源と、スラグ容器の上端部と真空源とを連通させる真 空導管とを有し、容器の下端部を溶融スラグのプール中に挿入して真空導管に 真空を供給すると、溶融スラグがプールから容器内に流入し、スラグが炉から 容器内に連続的に除去されるように構成したことを特徴とする金属処理炉。 14.前記容器には、炉の内部とスラグ容器の内部との間の熱伝達を制限するため の断熱材が設けられている、請求の範囲第13項に記載の金属処理炉。 15.前記スラグ容器は閉鎖端部を備えたドラムからなり、前記下方の開口が、ド ラムの下端部から溶融スラグのプール中に延びる下方の導管により形成される 、請求の範囲第13項に記載の金属処理炉。 16.前記スラグ容器の上端部に近接した真空導管の少なくとも一部が、容器から 導管の残部内への溶融スラグ流れを実質的に防止する断面形状を有している、 請求の範囲第13項に記載の金属処理炉。
JP50297598A 1996-06-19 1997-05-13 真空を用いてチャンバから溶融物質を除去する方法および装置 Pending JP2001511241A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/666,036 1996-06-19
US08/666,036 US5812586A (en) 1996-06-19 1996-06-19 Method and apparatus for removing a molten slag with a vacuum from a chamber
PCT/US1997/008800 WO1997049266A1 (en) 1996-06-19 1997-05-13 Method and apparatus for removing a molten material with a vacuum from a chamber

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001511241A true JP2001511241A (ja) 2001-08-07

Family

ID=24672569

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP50297598A Pending JP2001511241A (ja) 1996-06-19 1997-05-13 真空を用いてチャンバから溶融物質を除去する方法および装置

Country Status (7)

Country Link
US (1) US5812586A (ja)
EP (1) EP0919111A4 (ja)
JP (1) JP2001511241A (ja)
AU (1) AU3212097A (ja)
CA (1) CA2259130A1 (ja)
TW (1) TW354337B (ja)
WO (1) WO1997049266A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114833333A (zh) * 2022-07-06 2022-08-02 南通图尔波冶金环保设备有限公司 一种金属精炼低密度浮渣去除设备及方法

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6264884B1 (en) * 1999-09-03 2001-07-24 Ati Properties, Inc. Purification hearth
JP4689969B2 (ja) * 2003-04-05 2011-06-01 ローム・アンド・ハース・エレクトロニック・マテリアルズ,エル.エル.シー. Iva族およびvia族化合物の調製
US8319358B2 (en) * 2008-06-30 2012-11-27 Demand Energy Networks, Inc. Electric vehicle charging methods, battery charging methods, electric vehicle charging systems, energy device control apparatuses, and electric vehicles
US11150021B2 (en) 2011-04-07 2021-10-19 Ati Properties Llc Systems and methods for casting metallic materials
US9050650B2 (en) 2013-02-05 2015-06-09 Ati Properties, Inc. Tapered hearth
KR101681921B1 (ko) * 2016-04-28 2016-12-02 주식회사 쓰리제이 동파방지 발열시스템
CN107914002A (zh) * 2017-11-27 2018-04-17 山西八达镁业有限公司 一种镁合金熔炼过程中去除精炼渣的设备

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1240055A (en) * 1968-02-09 1971-07-21 Skf Svenska Kullagerfab Ab Improvements in or relating to slag ladles
US3632096A (en) * 1969-07-11 1972-01-04 Republic Steel Corp Apparatus and process for deslagging steel
US3867132A (en) * 1969-07-11 1975-02-18 Republic Steel Corp Method of deslagging molten metal
US4433421A (en) * 1981-12-07 1984-02-21 Wooding Controlled atmosphere melting of molten slag charge
JPS6231299U (ja) * 1985-08-07 1987-02-25
JPS63220971A (ja) * 1987-03-09 1988-09-14 Kubota Ltd スラグ除去装置
US5305990A (en) * 1993-02-10 1994-04-26 Sherwood William L Metallurgical furnace vacuum slag removal
US5408494A (en) * 1993-07-28 1995-04-18 Retech, Inc. Material melting and incinerating reactor with improved cooling and electrical conduction
JP2912546B2 (ja) * 1994-04-28 1999-06-28 日鉱金属株式会社 真空溶解と加圧注湯兼用誘導炉

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114833333A (zh) * 2022-07-06 2022-08-02 南通图尔波冶金环保设备有限公司 一种金属精炼低密度浮渣去除设备及方法
CN114833333B (zh) * 2022-07-06 2022-09-16 南通图尔波冶金环保设备有限公司 一种金属精炼低密度浮渣去除设备及方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP0919111A1 (en) 1999-06-02
TW354337B (en) 1999-03-11
WO1997049266A1 (en) 1997-12-24
US5812586A (en) 1998-09-22
CA2259130A1 (en) 1997-12-24
EP0919111A4 (en) 2000-04-19
AU3212097A (en) 1998-01-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0697577B1 (en) Vacuum melting - pressure pouring induction furnace
KR20080080455A (ko) 주형에서 소모성 모형을 제거하는 방법과 장치
US4105438A (en) Continuous metal melting, withdrawal and discharge from rotary furnaces
US4919191A (en) Molten-metal forming method and apparatus which are bottom-loading, bottom-pouring and bottom-unloading
JPH0299258A (ja) 反重力式注型方法及び装置
JPH08120357A (ja) 活性金属を含有する銅合金の製造方法
JP2001511241A (ja) 真空を用いてチャンバから溶融物質を除去する方法および装置
US3380511A (en) Apparatus for automatically filling a receptacle
US5398750A (en) Quiescent-flow metal pourer
US5416793A (en) Induction melting apparatus sealed against the atmosphere
JPH0464771B2 (ja)
KR100604977B1 (ko) 출탕기를 갖추고 있는 야금 용기 및 이 용기로부터 용융금속을 슬래그 없이 배출하도록 제어하는 방법
JPH05125434A (ja) 金属浴の処理方法およびその装置
JPH11188475A (ja) 金属溶湯のラドル装置および給湯方法
JP2575264B2 (ja) 溶解炉および溶解設備
JP2005211904A (ja) 金属溶湯供給装置
JP2794654B2 (ja) 真空溶解・加圧注湯兼用誘導炉の運転方法
EP0211952A1 (en) Apparatus and process for transferring a predetermined amount of liquid metal from a vessel containing a molten metal bath into a receiving container
JPH09206911A (ja) 密閉式給湯装置および給湯方法
JPH02241650A (ja) 溶湯注湯装置
EP1477253B1 (en) Tapping and pouring system for molten metals.
US3115686A (en) Pouring mechanism for continuous casting
JP3105989B2 (ja) 鋳造方法
CA1082915A (en) Continuous metal melting withdrawal and discharge from rotary furnaces
JPH08215827A (ja) 密閉式給湯装置および給湯方法