NO120474B - - Google Patents

Description

Anordning for dannelse av en strømning i reaksjonssonen mellom to i en beholder over hverandre liggende materialskikt.

Oppfinnelsen vedrorer en anordning for dannelse av en stromning i reaksjonssonen mellom to i en beholder over hverandre liggende materialskikt av hvilke i det minste det nedre befinner seg i flytende tilstand og det ovre har en mindre spesifikk vekt enn det nedre, særlig mellom et slaggskikt og et råjernbad, ved hjelp av en pumpe som bringer det nedre skikt i sirkulasjon, består av et sugeror som rager ned i det tyngre skikt og er forsynt med utad rettede stromningskanaler.

En stromning i nevnte reaksjonssone er fordelaktig hvis det ved behandling av metallsmelter gjennomfdres en reaksjon mellom smeiten og det slaggskikt som dekker smeiten eller mellom to smelteskikt, når de to skikt er vesentlig forskjellige med hen-blikk på deres spesifikke vekt eller andre fysikalske egenskaper, f. eks. deres stromningsegenskaper. Stromningen i reaksjonssonen skal bevirke at reaksjonen gjennomfores i lopet av kort tid og innbefatter hele smeiten. For dette formål kan man ved liten smeltevekt benytte manuelt betjente rbreorganer, men ved stor smeltevekt er dette ikke mulig. Her benyttes enten elektro-magnetiske roreorganer eller motordrevne roreanordninger. Sær-deles fordelaktig er det å benytte en pumpeanordning som har et tett under smelteoverflaten beliggende rotasjonslegeme med eller uten skovler eller med pumpekanaler, og som suger opp smeiten fra sin nedre del, enten ved et i pumpeaksen beliggende nedover-rettet sugeror eller ved påvirkning av de trykkforskjeller som skaper selve stromningen, idet de tilveiebringer forskjellige smeltenivåer. Den væskestrom eller de enkelte væskestråler som trer ut av pumpelegemet eller slynges ut av dette legeme,vil da foruten en tangensial komponent ha en i det vesentlige radial komponent.

Med en slik mekanisk pumpeinnretning kan hele mengden av den tunge fase suges opp og fores utover langs reaksjonssonen mellom de to faser ilbpet av forholdsvis kort tid. Det har imidlertid vist seg at det kan oppnås en vesentlig reduksjon av reaksjons-tiden hvis dels den relative hastighet mellom fasene kan bkes og det dels sbrges for at den ene fases mengde bringes i kontakt med den annen fases hele mengde. Det er derved onskelig at det i reaksjonssonen opptrer en turbulent stromning fra begge faser, og at den totale mengde av de forskjellige faser kommer i inn-byrdes kontakt ilopet av kort tid.

For reaksjonshastigheten er imidlertid også storrelsen av reaksjonssonen utslagsgivende. Hvis pumpetverrsnittet utgjor en sirkulær eller tilnærmet sirkulær skive, vil en flate som svarer til dette tverrsnitt trekkes ut av reaksjonssonen. Hvis man onsker å holde denne reduksjon av den virksomme flate lav og å opprettholde en radial stromning over hele overflaten, må utlbps-hastigheten fra pumpen være stor. Særlig i de tilfelle hvor det er spbrsmål om adskilte stråler, er denne store hastighet vesent-

lig også for omrbringen og turbulensen i reaksjonssonen. I

det ofte forekommende tilfelle hvor man har å gjore med et forholdsvis tynt skikt som befinner seg oppå et vesentlig tyngre skikt, vil denne arbeidsmetode medfore at det lette skikt for en stor del blir revet med og samler seg på beholderens vegger. Ifblge oppfinnelsen loses denne vanskelighet ved hjelp av en pumpeanordning som utmerker seg ved at den spesifikt tyngre væske sirkuleres i beholderen og samtidig i reaksjonssonen i det vesentlige fores radialt utover, mens det spesifikt lettere skikt i noen avstand fra den egentlige reaksjonssone, hvor den sentrifugalt medbringes av den tyngre væske, mates sentripetalt utenfra innover, dvs. i motsatt retning. På denne måte sikres en reaksjonssone og dessuten at den totale mengde av begge skikt tar del i reaksjonen.

For å tilveiebringe den onskede stromning kan det i og for seg benyttes to forskjellige pumper. I enkelte tilfelle ville det også være mulig å påvirke stromningen på den onskede måte ved en fast fbringsanordning som ikke tar del i rotasjonen. På grunn av de generelle vanskeligheter som melder seg i forbindelse med væsker med hby temperatur når det gjelder varmebestandighet og kjemisk holdbarhet, er slike lbsninger av problemet mindre velegnet.

Ifblge oppfinnelsen er det tilveiebrakt en anordning av den inn-ledningsvis nevnte art som kjennetegnes ved at strbmningskana-lene skråner slik oppover at de to skikt blir fort i traktformede strømninger utad mot beholderen slik at den ovre del av det lettere skikt på grunn av dannelsen av den traktformede overflate renner ned og inn mot beholderens midte.

Sirkulasjonen av det lettere skikt oppnås således ved at skiktets nedre del på den stigende traktflate av den tyngre væske drives mot beholderens vegger, slik at den ovre del av dette skikt der-efter vil strbmme mot midten av seg selv fra skiktets hbyeste nivå, dvs. at skiktets ovre del strbmmer mot pumpens drivakse for derfra igjen å beveges utover i sirkulasjon.

Det lette skiktets utoverrettede bevegelse kan fremmes ved an-

ordning av skovler eller ribber på pumpelegemets overflate.

Et utforelseseksempel av oppfinnelsen er nedenfor beskrevet

under henvisning til tegningen som viser et snitt gjennom en digel med en pumpeanordning ifolge oppfinnelsen.

Digelen 1 er fylt med en smelte, f. eks. en stålsmelte, til

nivålinjen 2. Ovenfor smeiten foreligger det et lettere skikt,

f. eks. et slaggskikt 3. Sirkulasjonsbevegelsen av det lettere skikt kan oppnås ved en meget enkel pumpeanordning. Pumpen består av et sugeror 16 med påsatt rotasjonslegerne som er an-

ordnet oppoverskranende med en vinkel med rorets 16 akse og er utformet med gjennomgående kanaler 17. Pumpen bæres av drivakselen 8. Den drives med et slikt turtall at smeiten som suges inn gjennom roret 16, mates utover og oppover i pilenes retning, slik at smeltens væskespeil stiger mot beholderens yt-

tervegg. Det derved medbrakte lettere skikt vil riktignok i sin nedre del stige til samme hoyde på beholderens innermantel,

men vil i sin ovre del stromme tilbake mot pumpens akse i den viste pilretning. Den sentrifugale utoverstromning av det lettere skikt kan fremmes ved hjelp av ribber eller skovler 15,

som er anordnet på kanalene 17. Ved gunstige geometriske for-

hold og hensiktsmessig pumpestilling kan det også arbeides uten sugeror.

Ved visse hastigheter kan slaggens tilbakestromning på over-

flaten forstyrres av for stor omløpshastighet som til og med kan fore til hvirveldannelse. Slik forstyrrelse elimineres ved hjelp av stromningsmotstand i form av et nedadragende frem-

spring 18 av ildfast materiale. Fremspringet 18 er via en stbtte 19 festet til digelen.

Claims (2)

1. Anordning for dannelse av en stromning i reaksjonssonen mellom to i en beholder over hverandre liggende materialskikt

av hvilke i det minste det nedre befinner seg i flytende tilstand og det ovre har en mindre spesifikk vekt enn det nedre, særlig mellom et slaggskikt og et råjernbad, hvilken anordning utgjores av en pumpe som bringer det nedre skikt i sirkulasjon og som omfatter et sugeror som rager ned i det tyngre skikt og er forsynt med utad rettede stromningskanaler, karakterisert ved at stromningskanalene (17) skråner slik oppover at de to skikt blir fort i traktformede stromnin-ger utad mot beholderveggene slik at den ovre del av det lettere skikt på grunn av dannelsen av den traktformede overflate renner ned og inn mot beholderens midte, samtidig som det skjer en viss slaggtransport fra beholderens midte utad mot beholder-veggen på grunn av de krefter som genereres av smeltestrommen.

2. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at det på oversiden av stromningskanalene er anordnet skovler (15) som fremmer den sentrifugale utoverstromning av det lettere skikt.