NO174579B - Anordning for omroering av smeltet metall - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning av den art som er angitt i krav 1's ingress for omrøring av smeltet metall, f.eks. aluminium, i en ovn hvori metallet smeltes eller legeres.

Ønskeligheten av en rask og effektiv omrøring av innholdet i et smeltet metallbad er så fremherskende at man har gått til betydelige anstrengelser for å tilveiebringe nye fremgangsmåter og apparater for dette formål. Omrøring letter den initiale smeltning av metallet, smeltning av fast metall tilsatt til en eksisterende smelte, innarbeidelse av additiver, såsom andre metaller, for legering og kornfining eller for å lette bibeholdelse av en jevn temperatur og homogen sammensetning med forbedret temperaturkontroll.

Det er også funnet i praksis at omrøring resulterer i betydelige innsparinger med hensyn til energien som er nødvendig for å smelte metallet og bibeholde dette i denne tilstand.

Effektiv omrøring har blitt viktigere med utviklingen av forskjellige legeringer, spesielt legeringer av aluminium, som må omrøres for å homogenisere legeringsblandingen og temperaturen før helling.

Et meget anvendt system i aluminiumovner innbefatter anvendelse av et verktøy festet til endenav en bom som på sin side er montert på en løftetruck og omrøring oppnås ved å bevege verktøyet frem og tilbake i smeiten. Dette system er ugunstig ved at det kan gi mekaniske sjokk til den ildfaste foring, og ennå viktigere, overflaten av metallet blir omrørt, hvilket fører til forøket drossdannelse og i tillegg må under denne operasjon ovnsdøren være åpen for innføring av omrøringsverktøyet, hvilket forårsaker termiske tap.

En annen anvendt fremgangsmåte er injeksjon av gass under trykk inn i badet gjennom én eller flere lanser, men også dette forårsaker øket drossdannelse og erosjon av den ildfaste foring. Med vide og grunne ovner som typisk anvendes for aluminium er en slik omrøring mindre effektiv enn mekanisk omrøring som følge av det begrensede virkeområde for lansene, hvilket krever anvendelse av et antall lanser eller at en eller flere lanser beveges rundt i badet.

To typer elektriske systemer er også utviklet, nemlig elektromagnetiske omrørere og mekaniske eller elektromagnetiske neddykningspumper. En elektromagnetisk omrører omfatter en stor induksjonsspole som er lokalisert under ovnen og som genererer en elektromagnetisk rørekraft i metallet. Slike omrørere kan anvendes på en hvilken som helst ovnstype, og er ved siden av å være effektive fordelaktige ved at det ikke er noen komponenter i direkte kontakt med metallet. De er imidlertid relativt kostbare, og det er angitt at i 1988 ville omkostningene for en installasjon av en 60 tonns ovn ligge i området 600.000 - $850.000 kanadiske dollar. Neddykningspumper er kompakte enheter som kan dykkes ned i metallet i en tilgangsbrønn og er derfor hovedsagelig begrenset til ovner med en slik brønn. Selv om omkostningene for slike pumper er meget lavere, krever de et konstant vedlikehold under de hårde betingelser som følge av drift neddykket i metallet.

Et annet mekanisk system som har vært gjenstand for omfattende utvikling, er generelt kalt en strålepumpe og omfatter et rør som danner et rørformet reservoar forbundet med ovnen og inn i hvilket en del av det smeltede metall trekkes ut ved hjelp av vakuum og deretter støtes tilbake i badet ved gasstrykk og/eller tyngdekraften. Med passende valg av parametere, såsom munnstykkediameter og initialmetallhas-tighet, kan de intermittente stråler av bevegelig metall medføre mange ganger sitt eget volum og kan omrøre hele ovnen i løpet av minutter etter påbegynt operasjon.

For eksempel er det i US patent nr. 4.008.884 vist et slikt intermittent strålerøreapparat, omfattende et støpejernsrør som utstrekker seg nedad i en vinkel på 40-50° i forhold til vertikalen gjennom en sidevegg i smelteovnen. Røret avslut-tes med et munnstykke nær ovnens gulv og er innrettet i en horisontal lengderetning mot den andre sidevegg. En luft-drevet ejektor er forbundet med toppen av røret og aktiveres med jevne intervaller til å gi et vakuum som trekker det smeltede metall inn i røret inntil det over nivået i badet. Når væskenivået når en øvre grense, erstattes vakuumet av trykkluft for å presse metallet gjennom munnstykket og tilbake i badet under dannelse av en høyhastighetsstråle. For en ovn på 40-50 tonn er det i patentet foreslått å anvende et rør med et indre tverrsnitt på ca 740 cm<2> og en lengde på 3 m, slik at det mottar og utfører 90-115 kg metall ved hver cyklus, hvor metallet presses ut gjennom munnstykket med en diameter på 3,8 cm med hastigheter på

ca 32 km/t. Sugedelen av cyklusen tar 6-7 s, mens trykk-delen tar kun 0,1 - 1 s og krever et lyfttrykk i området 1,4

- 1,2 kp/cm<2>.

Lignende apparattyper som anvender sideinnførte oppadret-tede rør er eksempelvis vist i U.S. patentene 3.599.831, 4.235.626, 4.236.917, 4.355.789, 4.463.935, GB patentsøkna-der nr. 2.039.761A og 2.039.765A, samt i de japanske patent-søknader nr. 1983-136982 og 1984-70200.

I U.S. patent nr. 3.424.186 er vist en anordning som betegnes som en sirkulasjnsanordning bestående av et hult kammmer anordnet i en sidebrønn i ovnen og inneholdende en vertikal vegg som deler det indre av kammeret i to deler. En vakuumanordning på toppen av kammeret trekker smeltet metall fra ovnen og brønnen samtidig og gjennom respektive porter inntil metallet strømmer over toppen av veggen. Porten til ovnen er meget større enn den til brønnen, slik at den strømmer inn raskere, men den del av kammeret på den side av veggen som får tilføring fra brønnen, er meget større, slik at det er en resulterende overføring av metall fra ovnssiden av veggen til veggsiden. Metallet strømmer derfra fra brønnen og tilbake til ovnen gjennom en vanlig port som forbinder dem.

En annen type røranordning er eksempelvis vist i US patentene nr. 4.427.44 og 4.452.634, omfattende et vertikalt utstrekkende rør anordnet over badet, hvor dets nedre ende nedstrekker seg inn i metallet som trekkes inn i røret ved hjelp av vakuum og får falle tilbake under tyngdekraftens påvirkning.

Disse kjente apparater kan være effektive med hensyn til å tilveiebringe omrøring, men innbefatter et antall driftspr-oblemer. For eksempel er de nedre deler av de anvendte rør i direkte kontakt med smeltet metall og undergår således meget rask erosjon. Den midlere del er over det smeltede metal, men kan fremdeles være inne i ovnen, hvor det utsettes for høy temperatur for brennerne (f.eks. 1000-1100 °C), noe som igjen forårsaker at materialet (f.eks. støpejern) nedbrytes og gjør systemet inoperativt og kostbart å drive. Ytterligere, med rør med relativt liten diameter er det vanskelig å tilveiebringe et tiltrekkelig tykt isolerende lag, og hvis ikke røret er forsynt med indre oppvarmingsanordninger, eksempelvis innbakt i veggen slik som vist i US patent nr. 4.463.935, vil det oppstå en høy avsetningshastighet av frossent metall og oksyder på veggens indre i form av en drossring eller -krave. I ekstreme tilfeller er det mulighet for at metallet som føres inn i røret kan størkne eller i det minste bli meget viskøst hvis temperturen faller til nær smeltepunktet.

Selv om varmeelementer er anordnet, kan varmeanordningene ved den uunngåelige erosjon av rørveggen og infiltrering av smeltet metall gjennom sprekker i foringen, raskt ødelegges, og de er naturligvis meget vanskeligere og mere kostbare å reparere enn et enkelt rør.

Det er også funnet for disse systemer at det er ekstremt vanskelig å kontrollere maksimums- og minimumsnivåene av metall inne i rørene. I praksis er det umulig å forhindre dannelse av en "dross"-ring eller -krave, spesielt ved aluminiumlegeringer med høyt magnesiuminnhold som reagerer meget raskt med oksygen som er tilstede i det indre omrø-ringskammer. I US patent nr. 4.463.935 blir det foreslått å anvende forbrenninggass fra ovnen som drivgass for å nedsette oksydasjonen av metallet inne i røret, fordi slik gass har et lavere oksygeninnhold. Imidlertid har en slik gass et høyt innhold av H20 som raskt oksyderer smeltet metall ved disse temperaturer.

På grunn av den lille diameter i rørene vil selv en liten drossring være tilstrekkelig stor til å komme i kontakt med og kortslutte elektrodene anvendt som øvre nivåkontroll og vil derved gjøre denne kontroll inaktiv. Med en inaktiv øvre nivåkontroll kan metallet lett fylle opp den øvre del av røret og fryse i de pneumatiske elementer, hvilket fører til full stopp i hele systemet på en måte som gjør det vanskelig å reparere. Dessuten, da en liten ring bygger seg opp meget raskt, må det indre av røret renses ofte, hvilket er vanskelig med et rør med liten diameter og følgelig bidrar til vedlikeholdsomkostningene. Dårlig eller inaktiv øvre nivåkontroll kan også føre til dårlig nedre nivåkontroll, hviket fører til at noe av drivgassen føres inn i det smeltede metall gjennom åpningen mellom ovnen og røret når metallnivået synker under dette. Dette unngås av systemer som fullt ut er basert på tyngdekraft for metall-utføring, men ved slike systemer er det vanskelig å utvikle den tilstrekkelig høye hastighet for metallet som er ønskelig for å medbringe ytterligere metall og for å sikre at rørestrålen når over hele arealet av badet.

Fenomenet med gassinjeksjon i metallbadet er kjent som "bobling" og i ekstreme tilfeller kan dette skje under hver driftssyklus og vil forstyrre metalloverflaten i ovnen og føre til forøket dannelse av dross og aluminiumoksyd, hvilket bidrar til ytterligere metalltap.

I apparatet i henhold til US patent nr. 4.008.884 er stråle-anordningen installert i en vegg og er rettet mot den motsatte vegg. I andre systemer såsom de vist i US patentene 4.235.626 og 4.236.917 er hele strålen rettet mot ovnens bunn, noe som fører til nedsatt røreeffekt og samtidig forårsaker forøket erosjon i den ildfaste foring. De fleste kjente systemer nevnt ovenfor anvender en åpning mellom røret og ovnens indre som har ca den samme dimensjon som den indre diameter av røret, og de utløpshastigheter som kan oppnås er derfor nødvendigvis meget lavere enn de som kan oppnås når det anvendes en åpning med mindre diameter, slik at mengden av metall som beveges og omrøringsinten-siteten nedsettes. For å kompensere for dette, er det i US patent nr. 4.235.626 foreslått et system hvor røret beveges under operasjon for å tilveiebringe et større omrørings-areal, men dette innbefatter ytterligere mekanisk komplek-sitet med vanskelighet med vedlikehold i det ugunstige miljø i ovnen og hvor relativt høye bevegelseshastigheter er nødvendig.

Det bør være tydelig utfra det som ovenfor er angitt at røringen bør muliggjøre fullstendig og rask blanding av innholdet i ovnsbadet uten å forstyrre overflaten, uten å kreve en åpning av innmatningsdører eller stopping av ovnsbrennere og uten at det er nødvendig med noen isola-sjonsprosedyre ved oppstarting av omrøringsprosessen.

Et slikt system bør minimalisere drossdannelse, fordi omrøringen vil skje under overflaten, derav følgende elimi-nering av termiske gradienter i badet ville resultere i en bedre temperaturkontroll og nedsette oksydasjonen av overflaten forårsaket av nedsatt overflatetemperatur. I tillegg ville det bli en mere effektiv oppløsning av legerende elementer, forøket omsmeltningshastighet og nedsatt energiforbruk på grunn av bedre varmeoverføring. Alt dette bør fortrinnsvis oppnås med et apparat med så lave isolasjonsomkstninger som mulig og med etterfølgende lave vedlikeholdsomkostninger.

Det er derfor en hovedhensikt med foreliggende oppfinnelse

å tilveiebringe et nytt røreapparat for smeltet meltall.

Det er en spesiell hensikt å tilveiebringe et slikt system og apparat som tilveiebringer omrøring med tilfredsstillende effektivitet og som tilfredsstiller de første omkostninger og kravene til vedlikeholdsomkostninger.

I henhold til oppfinnelsen er det tilveiebragt et apparat for omrøring av smeltet metall i et ovnskammer, hvilket apparat omfatter:

Et reservoarkammer adskilt fra ovnskammeret,

en munnstykkedel som forbinder det indre av ovnen og reservoarkammeret for føring av smeltet metall mellom disse via munnstykket, vakuum/trykkgenererende midler forbundet til reservoarkammerets indre for vekselvis og suksessivt å produsere deri et vakuum for å trekke smeltet metall inn i det indre fra ovnskammeret og et positivt trykk for å utstøte det smeltede metall derfra under dannelse av en stråle.

I et slikt apparat er forholdet mellom tverrsnittarealet av munnstykket og det horisontale tverrsnittareal av reservoarkaxnmerets indre i området 1:50 - 1:250, og ligger fortrinnsvis i området 1:60 - 1:150. Forholdet mellom det horisontale tverrsnittareale av reservoarkammerets indre og den vertikale avstand mellom de øvre og lavere nivåer kan være fra 1:10 - 1:20 og ikke mindre enn 25 cm<2> pr. cm.

Forholdet mellom den horisontale tverrsnittdiameter av reservoarkammerets indre til den vertikale avstand mellom de øvre og nedre nivåer kan være fra 1,0:1 til 2,0:1.

Anordningen er særpreget ved det som er angitt i krav 1's karakteriserende. Ytterligere trekk fremgår av kravene 2-8.

Alternativt eller i tillegg kan reservoarkammeret omfatte en fjernbar dekseldel for å muliggjøre tilgang til det indre av kammeret, og hvor det i dekseldelen er montert varme-anordninger for oppvarming av reservoarkammerets indre og det smeltede metall deri.

Fortrinnsvis har reservoarets indre et i det vesentlige sirkulært horisontalt tverrsnitt og munnstykkedelen er anordet for å føre det flytende metall gjennom munnstykkedelen inn i reservoarets indre i et forhold som er i det vesentlige horisontalt og tangentialt i forhold til det sirkulære horisontale tverrsnitt.

Fortrinnsvis bærer den fjernbare dekseldel en detektor for å påvise bobling av trykkgass inn i ovnens indre fra reservoarets indre .

Fortrinnsvis blir tidsperiodene mellom hvilke det smeltede metall trekkes inn i reservoarets indre og utstøtes derfra målt, og deres varighet justert for å bibeholde kontroll av de øvre og nedre nivåer av smeltet metall i reservoarets indre.

Reservoarkammeret kan være montert på en veieanordning ved hjelp av hvilken vekten av reservoarkammeret kan måles for å bestemme nivået av smeltet metall deri og/eller ved hvilken bobling av trykkgass inn i ovnens indre fra reservoaret kan påvises.

Fortrinnsvis er reservoaret anordnet for å utstøte det smeltede metall horisontalt inn i ovnskammeret ved en side tilstøtende en ende eller ved en ende tilstøtende en side mot den andre side i en vinkel på 10-45° i forhold til planet av den ene ende.

Et røreapparat som er en spesielt foretrukket utførelses-form ifølge oppfinnelsen, skal beskrives under henvisning til de vedlagte skjematiske tegninger, hvor: Fig. 1 er et grunnriss gjennom en rektangulær smelte- eller støpeovn hvor det er vist typiske plasseringer av røreappa-ratet i forhold til ovnens indre. Fig. 2 er et sideriss av røreapparatet tatt i pilens 2

retning i fig. 1.

Fig. 3 er et grunnriss tatt langs retningen av pilen 3 i fig. 2. Fig. 4 er et vertikal tverrsnitt gjennom apparatet tatt langs linjen 4-4 i fig.3, og innbefatter også tilstøtende deler av ovnen. Fig. 5 er et grunnriss tatt langs linjen 5-5 i fig. 4 for å vise mulige plasseringer av varmeelementer etc. Fig. 6 er et grunnriss av linjene 6-6 i fig. 4, innbefattende ogå den tilstøtende del av ovnsveggen for å vise plasseringen av utløpsmunnstykket. Fig. 7. er et tverrsnitt tatt langs linjen 7-7 i fig. 6. Fig. 8A viser grafisk trykkverdier mot tid i reservoarets indre. Fig. 8B er en tilsvarende grafisk fremstilling av metallnivået mot tid i reservoarets indre. Fig. 9 illustrerer skjematisk et elektrisk opplegg for apparatet. Fig. 10 viser skjematisk en pneumatisk krets for apparatet. Fig. 11 viser skjematisk en ny fremgangsmåte som anvendes i apparatet for kontroll av det øvre og nedre nivå. Fig. 12 viser skjematisk en trykk forstyrrelsesovervåker for anvendelse for å oppdage bobling og trykk reversering i reservoarets indre. Fig. 13 viser skjematisk en alternativ vakuum/trykktil-førselsanordning for apparatet.

Utførelsesformen som skal beskrives er påtenkt anvendt i forbindelse med en grunn aluminium smelte- og støpeovn med et rektangulært grunnriss, indikert generelt med henvis-ningstallet 10. Ovnen har et gulv 12, vegger 14 og 16 og sidevegger 18 og 20, inspeksjonsdører 22 er anordnet ved forskjellige steder og hovedinnmatningsdører 24 er anordnet langs sideveggen 20. Røreapparatet er indikert generelt med henvisningstall 26 og er anordnet langs sideveggen 20 nær dennes grense med endevegger 14 og med dens munnstykkedel 28, gjennom hvilken smeltet metall trekkes ut fra og returneres til ovnen i en vinkel A på 10-45° i forhold til et plan parallelt med planet for endeveggen 14, slik at en metallstråle som innføres i badet rettes i en tilsvarende vinkel mot den andre sidevegg 18, men også med en komponent mot den andre endevegg 16. Hvis strålen er rettet med mindre vinkler A mot den motsatte sidevegg 18 vil det oppstå en dårligere omrøring og i tillegg er det meget større fare for erosjon av den ildfaste foring. Det er mange andre egnete plasseringer for omrøringsapparatet, hvorav to er vist med stiplete linjer i fig.l. Det endelige valg blir ofte diktert hovedsakelig ut fra tilgjengelig rom rundt ovnen som er passelig rundt apparatet.

Under henvisning til figurene 2-6 er reservoarkammeret for røreapparatet ifølge oppfinnelsen helt adskilt fra ovnen som den brukes i, selv om, slik den fremgår av figurene 1, 4 og 6 dens munnstykkedel nødvendigvis er bygget inn i ovnsveggen, slik at apparatet vil utføre horisontalt inn i ovnen i en kort avstand over ovnens gulv (vanligvis 15-4Ocm) og slik at en turbulent strøm erholdes. Strålen medbringer ytterligere metall med det resultat at en sterk omrøring av det smeltede metall erholdes uten å forårsake overflate-bølger og uten å medføre dross som ligger på metalloverflaten. I den viste utførelsesform omfatter reservoaret en sylindrisk nedre omhylling 28 av stål, lukket ved dens nedre ende og åpen ved dens øvre ende og hvilende på en passende støtte derfor. Den viste omhylling hviler på en veiecelle 30, hvis funksjoner vil bli beskrevet i det etterfølgende. Den åpne øvre ende er lukket av et kuppelformet deksel-element 32 omfattende en øvre sylindrisk omhylling av den samme horisontale diameter, de to omhyllinger er forsynt med respektive tilpassede flenser 34 og 36, som er sammenklemt etter behov ved lett fjernbare, dreibare bolter 38, eller andre tilsvarende klemmeanordninger og med den vanlige lufttette forsegling (ikke vist) mellom flensene.

Dekselet er festet med braketter 40 til en vertikal søyle 42 montert i vertikal adskilte bøssinger 44 støttet fra den nedre omhylling 28, slik at det muliggjøres en vertikal bevegelse, slik det er indikert med piler 46, samt også dreibar rotasjon rundt dens lengdeakse som vist med pilene 48. Søylen beveges vertikalt etter behov av en jekk 50 ved dens nedre ende og jekken drives av en elektrisk motor 51, slik drift av jekken beveger dekselet oppover til den øvre posisjon som vist i fig. 2 med stiplete linjer. Alternativt kan en hydraulisk jekk og tilhørende driftssystem anvendes. I den øvre posisjon vil nivådetektorelementene som henger ned fra dekselet løftes tilstrekkelig høyt til å gå klar av flensen 34 når dekselet svinges fra dens øvre posisjon direkte over reservoaret til sluttet posisjon vist med stiplete linjer i fig.3. I denne flyttede posisjon kan en operatør ha lett adgang til undersiden av dekselet og reservoarets indre. Den svingende bevegelse kan gjøres automatisk ved den øvre ende av den vertikale bevegelse ved hjelp av en passende driftsanordning (ikke vist).

En oversikt over dimensjoner for den spesielle beskrevne og viste utførelsesform vil bli gitt i det etterfølgende. Det vil forstås at disse andre dimensjoner er gitt i foreliggende beskrivelse kun som eksempel og må ikke ansees for begrensene hvis en slik begrensning ikke er spesielt indikert. I denne utførelsesform er den nedre sylindriske omhylling 28 og den ytre omhyllning av dekselet fremstilt av stål med en tykkelse på 10 mm. Foringen i reservoaret, som gjør det mulig å motstå gjentatte sykliske kontakter med det smeltede metall består av en første ytre foring 52 av termisk isolerende materiale (eksempelvis "PLIVAFORM"

(Plibrico)) en egnet tykkelse er 100 mm. Deretter følger en andre midlere foring 54 av ildfast materiale (eksempelvis "LW1-28" (Plibrico)) med en tykkelse på 125 mm. En tredje indre foring 56 som kommer i kontakt med tallet er en silisiumkarbid ildfast materiale (eksempelvis "REFRAX"

(Carborundum)), en egnet tykkelse er 50 mm. Disse relativt tykke isolerende foringer minimaliserer tap av varme når materialet er inne i reservoaret, mens det relativt tykke tredje lag av ildfast materiale gir en langlivet indre foring, til tross for potensiell slitasje forårsaket av bevegelig smeltet metall. Ovnen er forsynt med tilsvarende men vanligvis tykkere foringer av ildfast materiale.

En åpning er dannet i sideveggen og foringene i reservoaret og tilsvarende åpning er dannet i foringen og sideveggen i ovnen og omhyllingen 28 og veggen 20 er forsynt med respektive tilpassete sirkulære flenser 58 og 60 anordnet ved den ytre vegg 20 av ovnen. Flensene holdes sammen av bolter 62, slik at reservoaret lett kan fjernes fra ovnen når dette er nødvendig for reparasjon og omforing etc. En formet blokk 64 av silisumkarbid eller annet egnet ildfast materiale er montert i sideveggen i ovnen og er omgitt av de respektive foringer og av ildfast isolerende materiale og tilveiebringer en spesielt formet passasje gjennom hvilken smeltet metall passerer mellom ovnen og reservoarets indre. Delen 66 av denne passasje ved reservoarsiden har det samme tverrsnitt som åpningen i reservoarsideveggen, mens den mellomliggende del 68 har meget mindre diameter og utgjør et munnstykke som danner en stråle av metallet når det beveges i begge retninger både ut og inn i reservoaret. Delen 70 ved ovnssiden skråner utad mot ovnens indre slik at den utgående metallstråle sprer seg utad, slik som indikert med pilene 72 i fig. 6 for å trekke med så meget som mulig av det omgivende bad og forøke effektiviteten av omrøringen. I denne utførelsesform har blokken 64 en lengde på ca. 46 cm med delen med tverrsnittet vist i fig. 7 og har en sirkulær munnstykkeåpning 68 med en diameter på 6,5 cm og et tverrsnittareale på ca. 35 cm<2>.

Alle komponenter i den nedre del av reservoaret i omhyllingen 28 kan betraktes som å være av "statisk" natur og vil normalt kun kreve erstatning i relativt lange tidsintervaller. Bortsett fra termostaten 74 lokalisert i sideveggen av den nedre del er alle de "aktive" komponenter av røreanordningen båret av det fjernbare deksel. Føle-elementet til termostaten 74 trenger kun inn i foringen 52 og 54 og er beskyttet fra kontakt med metallet av den indre foring 56. Termostatens kontrollkrets er justert for å kompensere den lavere temperatur som måles.

Det kuppelformede indre av dekselet er foret med lag av isolerende og ildfaste materialer 75 til å gi et sentralt hulrom 76, hvilket best kan sees av figurene 4 og 5. Oppvarmingsmiddelet som i foreliggende utførelsesform utgjøres av tre i tverr-retningen adskilte, horisontalt utstrekkende silisiumkarbid elektriske varmestavelementer 78 er montert i dekselet for å avgi produsert strålevarme til det indre, enten direkte eller ved refleksjon. Varme-elementene er montert fast i begge ender for å minimalisere brekkasje som følge av vibrasjon og er montert gjennom en ekstern omhylling 8 i hver ende for å være lett tilgjengelig for individuell erstatning (uten å bevege dekselet 32), hver omhylling 80 har et fjernbart deksel 82. Om nødvendig kan varmeelementene være beskyttet mot direkte sprut fra smeltet metall ved hjelp av respektive horisontale skjold 84.

Disse varmeelementer har et antall viktige funksjoner, nemlig: 1) Forvarme reservoarets indre før oppstarting eller omstart for å forhindre at metallet fryser når det føres inn, 2) Holde metallet som er tilbake i reservoaret i smeltet tilstand når røreanordningen ikke er i bruk, 3) Holde den indre vegg av reservoaret tilstrekkelig varm (over ca. 700°C for aluminium) for å minimalisere vedhefting av dross og lette fjerning derav, og 4) Holde eventuelt dross ved en tilstrekkelig høy temperatur til å lette dens fjerning ved passende tidsintervaller.

Varmeelementene bør ha tilstrekkelig effekt for å oppnå disse hensikter og arbeider under kontroll av termostaten 74 ved hjelp av et hvilket som helst egnet kontrollsystem.

Dekselet bærer også tre elektroder 86, 88 og 90 som anvendes for øvre nivåkontroll i reservoarets indre. De to elektroder 86 og 88 består av metallstaver og utgjør en normal øvre nivådetektor som er forbundet elektrisk når metallet når det øvre normale nivå indikert med den stiplete linje 92 i fig. 4. Det tilsvarende normalt lavere nivå er indikert av den stiplete linje 94. Elektroden 90 er kortere og utgjør sammen med elektroden 86 en farenivådetektor som aktiveres når metallet når nivået 96 for å stenge av den pneumatiske krets fullstendig, på en slik måte som vil bli beskrevet mere detaljert i det etterfølgende, hvilket sikrer at reservoarets indre forbindes med den omgivende atmosfære, slik at det ville tømme seg til likevektsnivået med ovnsinnholdet, indikert med den stiplete linje 98. Dekselet innbefatter ytterligere en observasjonsport 100 som gjør det mulig for operatøren å inspisere det indre, en pilottrykkforbindelse 102 for kommunisering med trykket i reservoarets indre, erholdt via en boring 194 til det pneumatiske kontrollsystem i den hensikt som er beskrevet i det etterfølgende og et innløps- og utløpsrør 106, gjennom hvilket gass pumpes inn i og fjernes fra reservoaret. Røret 106 er lukket i sin nedre ende og er forsynt med radielt utrettete hull 108, slik at gass som innføres til det indre ikke rettes mot metallet og således nedsetter muligheten for spruting av metall og drossdannelse og beskytter varme-elementene.

En spesiell pneumatisk krets for drift og kontroll av systemet skal beskrives mer detaljer i det etterfølgende, dets virkning er suksessivt og alternerende for å danne positive og negative trykkforskjeller mellom reservoaret og ovnens indre, slik at metall trekkes inn i og støtes ut av reservoarets indre. Fig. 8A viser med stiplete linjer en "ideell" karakteristikk for variasjon i trykkverdi mot tid i reservoarets indre under ca. 2% syklus av driften, mens den heltrukne linje viser en mere vanlig karakteristikk som erholdes. Fig. 8B viser tilsvarende variasjoner i metall-nivåene. Typisk vil det høye trykk som anvendes ligge i området 35-1,0 kp/cm<2>, vanligvis ca. 0,7 kp/cm<2>, mens det lave trykk vil ligge i området -0,35 til -0,70 kp/cm<2>, vanligvis ca. -0,5 kp/cm<2>.

Også typisk er at aspirerings (vakuum) delen av syklusen vil ta fra 10-15s, mens utstøtings (trykk) delen vil ta 10-15 s, slik at hele syklusen normalt vil ta 20-3Os. Som følge av de store dimensjoner for reservoaret vil virkningsgraden av røreren ikke være begrenset av konstruksjonsbegrensninger, men hovedsakelig av mengden av tilført komprimert luft, hvilket på sin side bestemmes av størrelsen av apparatet som tilfører trykkluften, disse parametere bestemmes for den totale periode av en syklus og følgelig metallstrømnings-hastigheten og metallstrålens hastighet.

Visse dimensjoner for den spesielle utførelsesform er tidligere angitt og de følgende er ytterligere aktuelle dimensj oner:

Ytre diameter av omhyllingen 28 = 117 cm

Indre diameter av kammeret = 60 cm

Indre tverrsnitt areal =2 830 cm<2>

Varme-elementet 78 effekt (hver) = 8 kw

Høyde av omhyllingen 28 = 168 cm

Høyde innbefattende dekselet 36 = 218 cm

Dekselets vertikale bevegelse = 40 cm

Avstanden mellom nivåene 92 og 94 = 110 cm

Indre volum = 1800 1

Maksimum kapasitet = 650 kg

Metallmasse forandring per syklus = 550-600 kg Munnstykke tverrsnitt arealet =35 cm<2>

Med de relativt store mengder metall som beveges under en syklus og med det relativt lille tverrsnittarealet av munnstykket erholdes en stråle med relativt høy hastighet, typisk 4-12 m/s, mere vanlig 6-10 m/s, avhengig av drifts-betingelsene. Med en syklustid på 2Os er den maksimale midlere totalstrøm ca. 1800 kg/min. Massen av metall som holdes i ovnen vil være 5 til 15 ganger mengden som utstøtes fra munnstykket og for en 40 tonns ovn vil dette utgjøre ca. 15% av det totale volum per syklus, slik at ovnen er fullstendig omrørt i løpet av noen få minutter uten at noen vesentlig forstyrrelse oppstår ved badets overflate.

Det er viktig for drift av anordningen ifølge oppfinnelsen at reservoarets indre har relativt stort grunnrissareal og det vil av praktiske hensyn være i form av en vertikal sylinder, selv om andre tverrsnitt så som kvadratiske eller rektangulære også er mulige, og den minste indre diameter er fortrinnsvis 50 cm, som gir et minste tverrsnitt på 1960 cm<2>. Den maksimale diameter er et valgspørsmål, avhengig av faktorer så som tilgjengelig plass rundt ovnen, men fordelene med den større diameter som er beskrevet nedenfor tiltar ikke proporsjonalt med diameter og er fortrinnsvis 75 cm for å gi et tverrsnittareal på 4400 cm<2>. Som beskrevet ovenfor er tverrsnittarealet av munnstykket 68 i den foretrukne utførelsesform 35 cm<2>, og det vil sees at forholdet mellom disse to arealer er 1:90. Praktiske minimums- og maksimumsdimensjoner for munnstykket er henholdsvis fra 3,8 cm til 10,10 cm, tilsvarende tverrsnittarealer på henholdsvis 11,3 cm<2> til 79 cm<2>. Et praktisk område for forholdet mellom de to arealer er 1:50 til 1:250 og fortrinnsvis innen området 1:60 til 1:150. Disse høye forhold må sammenlignes med verdien på 1:1 for mesteparten av den kjente teknikk og verdien på 1:16 for apparatet i henhold til US patent nr, 4.008.884.

En annen fordel ved det store volum og store tverrsnitt av reservoaret er det store masse av metall som kan beveges med en betydelig hastighet og derfor med et høyt total moment, og som gjør blandingen raskere og tillater relativt lange syklustider. Dette trekk tilveiebringer en mere forutsigbar kontroll da det er lengre tidsperioder tilgjengelig for å initiere og bekrefte hver del av syklusen.

En annen måte på hvilken de relativt korte reservoarer med stor diameter kan karakteriseres kan være å definere forholdet mellom den indre horisontale diameter av det indre kammer inneholdende smeltet metall og den vertikale høyde mellom det normale øvre nivå 92 og det normale nedre nivå 94. I denne utførelsesform er diameteren 60 cm, mens den vertikale høyde er ca 90cm slik at dette forholdet er 1,50:1. Et praktisk område for verdier for dette forhold er fra 1,0:1 til 2,0:1.

En ytterligere karakterisering er forholdet av det indre horisontale tverrsnittareal av det indre kammer i forhold til den vertikale høyde mellom nivåene 92 og 94 og dette er fortrinnsvis ikke mindre enn 25 cm<2>/cm.

Fordelen ved å anvende et strømningsbegrensende munnstykke er, som ovenfor beskrevet, å produsere en metallmedførende høyhastighetsstråle som har det nødvendige virkeområde. Det er funnet at med omhyggelig valg av munnstykkestørrelsen, posisjonen for munnstykket og vinkelen ved strålen innføres i badet, blir det mulig at den erholdte blandervirkning omfatter hele badet og, til tross for den høye hastighet for det inngående metall så oppnåes dette uten noen vesentlig forstyrrelse av metalloverflaten i badet. Anvendelse av små munnstykker vil kreve anvendelse av høyere trykk i reservoaret for å oppnå den nødvendige metallfortrengning.

Det strømbegrensende munnstykke har også den gunstige effekt at strømmen av metall inn i reservoarets indre, spesielt hvis dette er som illustrert i fig. 6, anordnet til å rette den inngående stråle av metall tangentielt til det horisontale sirkulære tverrsnitt av reservoarets indre. Det typiske innstrømningsmønster for strømmen, sett i grunnriss, er indikert i fig. 6 med pilene 110. Den raske hvirvel som således dannes i det inngående metall, hjelper til å nedsette dannelse av dross og etterfølgende oppbygning på den øvre del i den indre vegg, spesielt fordi denne øvre del holdes ved forhøyet temperatur ved de tilstøtende varmeelementer 78. Drosset vil vanligvis akkumulere som et legeme med den form og den plassering som er indikert i fig. 4 med de stiplede linjer 112 og 114. I et reservoar med kvadratisk eller rektangulært tverrsnitt kan denne hvirvel-virkning ikke erholdes, og oppbygningen 114 på siden direkte motstående til den mot hvilken den inngående stråle strømmer, er funnet å vokse raskere enn på den andre siden.

De kjente rør med relativt liten diameter vil ikke tillate en passende utvikling av denne gunstige 11 skrubbe"virkning som erholdes inne i et sylindrisk reservoar.

I praksis er det umulig å unngå dannelse av en drossring like under det øvre nivå 92, men dens effekt nedsettes vesentlig på grunn av den relativt store diameter av det indre rom. Det er således ganske vanlig at dross avsettes i en hastighet så høy som 3 kg/t, og for tidligere kjente rør vil dette bety at etter 5-7 timer ville røreprosessen måtte stoppes og ringen skrapes ut. Selv før de trange rør ble for tiltettet for en tilfredsstilende strøm, ville drossringen kunne forårsake alvorlige problemer med kontakt og kortslutning av elektrodene for den øvre nivåkontroll, slik at kontrollen forble uvirksom intil ringen ble fjernet. Perioden før en slik oppbygning kan bli alvorlig med foreliggende apparat er forøket til ca. 5-10 døgn, og selve renseoperasjonen tar kun ca. en halv time. Denne periode forøkes også betydelig av varmeelementene som er montert sikkert i dekselet. Ytterligere er det en relativt enkel operasjon å fjerne dekselet og fjerne den varme, myke og lett fjernbare ring i det lett tilgjengelige reservoar-indre. Det elektriske system er vist skjematisk i fig. 9. Nivåelektrodene 86, 88 og 90 og veiecellen 30 (hvis anordnet) er forbundet til en systemkontroll 116, bestående av en programmerbar logisk kontrollenhet (PLC) som kontrollerer en kraftkontrollenehet 118, som på sin side kontrollerer tilførselen av energi til varmeelementene 78 og motoren 51 for jekken 50. Effekten tilveiebringes fra en trefasetransformator 120. Systemet kontrollerer også et pneumatisk system 122, 124 for røreopersjonen, og er anordnet på kjent måte til å gi visuell indikasjon og permanent nedskrivning av deres operasjon.

Et typisk pneumatisk system er vist skjematisk i fig. 10, selv om det av bekvemmelighetshensyn er indikert som en enkelt blokk 122, 124 i fig. 9, så vil i praksis delen 122 være montert på dekslet, mens delen 124 vil være montert langs reservoaret, idet de to deler er forbundet med fleksible høytrykksmetallslanger for å tillate at dekselet fjernes, som ovenfor beskrevet.

I den viste utførelsesform blir vakuum tilveiebragt av en ejektor 126 og dette er fordelaktig som følge av de lave omkostninger og vakuumet dannes enkelt ved virkningen av komprimert luft som tilveiebringer det positive trykk, ejektoren er direkte forbundet med flensen 106 på dekselet. Trykkluften tilføres injektoren via røret 128 fra en egnet kompressor (ikke vist) og rettes ved injektoråpningen av et munnstykke 130 som er tilpasset for å føre den anvendte trykkluft, som kan ha et trykk i området 1,05 - 5,6 kp/cm<2>. Trykk på 1,4 kp/cm<2> og 4,2 kp/cm<2> har med hell vært anvendt med en ejektor på 7,5 cm i diameter. Luften føres først gjennom et kollodialt filter 132 med en automatisk avtapning for å fjerne fuktighet og for å sikre at ingen luft kan returnere til pumpen gjennom en solenoid-kontrollert utløpsventil 134 og deretter gjennom en hovedtrykkregulator-ventil 38, med stor kapasitet, til munnstykket 130.

Utløpet av ejektoren kan lukkes og åpnes under kontroll av systemkontrollenheten 116 ved hjelp av en stempeloperert klaffeventil 140. Med klaffeventilen åpen vil trykkluften fra munnstykket danne et vakuum ved utløpet 106, mens når den er lukkket, vil det dannes et positivt trykk. Ejektor-utløpsstøyen nedsettes så meget som mulig hjelp av en muffe 146. Ved å anvende den minst mulige stempelaktivator 142 med en meget stor aktiveringsventil 144 er det mulig å oppnå åpnings- og lukkehastigheter for klaffeventilen på mindre enn 0,025 s. Denne høye operasjonshastighet resulterer i en meget rask og stabil reversering av metallbevegelsen og reverserer høyfrekvenssyklisering med kun én bevegelig del i luftstrømmen.

Trykkluften som er nødvendig for den positive trykkdel av syklusen er meget mindre enn det som er nødvendig for å danne vakuumet, og det nødvendige trykk pålegges etter behov ved drift av regulatorventilen 138. Verdien for det lavere trykk i trykksettingstilstanden innstilles av en regulatorventil 148, mens den høyere verdi for evakueringstilstanden innstilles av regulatorventilen 150, som begge tilføres med trykkluft fra rørledningen 128 via en regulatorventil 152, som stabiliserer lufttrykket for å kompensere fluktueringer som dannes ved drift av systemet. Ventilen 148 er også feedback-kontrollert under anvendelse av det interne trykk i reservoaret, som erholdes fra utløpet 102, ogsåledes oppnås en hurtig respons og trykksetting, slik at reversering av metallbevegelsen finner sted innen noen få mm, ved trykkreversering. Et for stort trykk i utløpet 102 indikeres av membranbryteren 153. Pilottrykket tilføres ventilen 138 slik at den pålegger det nødvendige trykk ved munnstykket 130, valgt for operasjon av en fireveis, solenoid-operert ventil 154, idet luften tilføres denne via en solenoid-operert avstengningsventil 156 som kan aktiveres for å stenge ned regulatoren hvis sikkerheten krever dette. Igjen av sikkerhetsmessige hensyn kan utløpsventilen 134 aktiveres for å forbinde rørledningen 128 til atmosfæren via en lyddemper 158 og således stenge av lufttilførsel til ejektoren. Når den på nytt aktiverte ventil 144 raskt brin-ger klaffeventilen i åpen tilstand, slik at den allerede er åpen før trykklufttilførselen stenges av og således forbinder reservoarets indre med atmosfæren, vil væskenivået som følge av tyngdekraften falle ned til hvilenivået 98. Disse nøds-stengemekanismer vil aktiveres, eksempelvis som følge av påvisning av et for høyt nivå av metall ved hjelp av elektrodene, et overtrykk påvist ved utløpet 102 eller ved at en operatør aktiverer en panikk-trykknapp. En uavhengig sikkerhetsanordning består av en bruddplate 160 på ejektoren som vil bryte opp, uavhengig av systemkontrollen, hvis et overtrykk utvikles.

Alternativt kan hovedtrykkregulatoren 138 programmeres direkte fra systemkontrollen 116 med en programmerbar logisk kontrollør som arbeider via en passende strømning-til-trykk pilotomdanner.

Nøyaktig nivåkontroll mellom minimum og maksimum er viktig for å sikre tilfredsstillende drift og reservoarets store tverrsnitt (ca. 14 ganger større enn for kjente systemer) letter dette og tillater en mer presis kontroll av den vertikale bevegelse er langsommere, hvilket gir en mer forutsigbar operasjon og kontroll av høy-momentum og treghetskomponenter. I en driftsmåte blir reservoaret fylt inntil elektrodene 86, 88, indikerer at nivået 92 er nådd. Systemet gjøres responsivt til et øvre nivåsignal like under det som er indikert, slik at for det forhåndsbestemte antall sykler vil det smeltede metall ikke berøre elektrodene og derved forøke deres levetid betydelig. Systemet kan anordnes slik at elektrodene berøres kanskje én gang i løpet av 10-15 min for å sikre at systemet fungerer riktig.

Nøyaktig nedre nivåkontroll er mere vanskelig og kan fordelaktig utføres ved å bestemme når nivået har gått under pen av passasjedelen 66, slik at utstøtelsesgassen bobler inn i ovnen. Denne generering og bevegelse genererer tilsvarende små vibrasjoner av det indre gasstrykk, hvilke kan påvises ved hjelp av en trykkforstyrrelsesovervåker med passende følsomhet og forårsake en lett påvisbar tilsvarende variasjon i signalene erholdt fra monitoren. Påvisning av dette signal kan deretter anvendes for automatisk korreksjon

av det nedre nivå ved å korte ned på utstøtningsfasen.

Et eksempel på denne driftsmåte av et slikt kontrollsystem er vist i fig. 11. Ved oppstarting vil sugefasen starte opp med en noe avkortet periode Tl7 og utstøtningsfasen med en tilsvarende kortere tidsperiode T2. Begge disse perioder avslutttes uten påvisning av signaler som indikerer at reservoaret er tilfredsstillende fullt eller tomt, og de påfølgende tilsvarende perioder T3 og T4 er noe lengre. Hvis de ekstreme grensesignaler fremdeles ikke oppnås, blir disse perioder igjen forlenget. Ved slutten av sugeperioden T5 vil elektrodene 86, 88 indikere at det øvre nivå er nådd og de etterfølgende sugeperioder avkortes noe over en vesentlig tidsperiode, eksempelvis 10-15 min, hvoretter de igjen økes inntil påvisning av det øvre nivå erholdes. Tilsvarende, hvis det ved slutten av innfø-

ringsperioden T6, eller ved begynnelsen av perioden T7 oppnås en indikasjon av trykkforstyrrelsesmonitoren om at bobling har funnet sted, vil de etterfølgende perioder forkortes med den samme vesentlige periode. Denne syklus blir deretter gjentatt med en hvilken som helst vesentlig lang periode som anses for passende. På denne måte kan systemet alltid justere seg selv dynamisk for å maksimali-sere det metallvolum som fortrenges under hver opera-sjonssyklus samtidig som at bobling nedsettes til et minimum.

Et eksempel på en egnet trykkforstyrrelsesmonitor er vist i fig. 12 og er gitt det generelle henvisningsnummer 162 i fig. 10. En liten konstant luftstrøm erholdt fra regulatoren 152 innmates til monitoren via et konstant differen-tial trykk-kontroll-system 164 (eksempelvis Moore Instrument Model 63 BDL) og føres gjennom en justerbar nåleventil 166 til et gjennomskinnelig rotameter 168 (Matheson 7262). Rotameteret er modifisert ved at det er anordnet nedre og øvre anstøtsfjærer 170 og 172 og nedre og øvre infrarøde posisjonsdetektorenheter 174 og 176 (eksempelvis "SKAN-A-MATIC MODEL P-L-34024), som overvåker flytelegemets 178 posisjon langs rotameterrøret. Utløpet fra rotameteret er forbundet med rørledningen som fører til utløpet 102, og en liten luftmengde innføres via røret 180 tilbake til kontro-llanordningen 164 for regulering. Nåleventilen 166 justeres til å gi den ønskede strømningshastighet (f.eks. 6 ml/s) ved hvilken flytelegemet 178 akkurat skjærer strålen som er tilveiebragt av den nedre posisjonsindikator 174 når pumpetrykket er stabilt, dvs. ingen forstyrrelser. En eventuell bobling erholdes mot slutten av syklusen og dette starter et raskt, meget lite trykkfall i lufttilførselsrør-ledningen, hvilket fører til en tilsvarende "opphopping" av flytelegemet i røret, fordi denne forandring er for rask til å kunne kompenseres av kontrollenheten 164. Dette hopp er tlstrekkelig til at flytelegemet avbryter strålen i den øvre detektor 176 som aktiverer en inngang til systemkontrollen 116, som umiddelbart bytter syklusen om fra trykksetting til sug. Det er funnet at anordningen er tilstrekkelig rask og følsom til at bobling kan begrenses til én liten boble. Flytelegemets lave treghet gjør det mulig at den reagerer i løpet av noen få ms på trykkforandringer. Denne anordning kan også anvendes for overvåkning av pumpesyklusen, begge elektrisk i systemet, og visuelt ved å overvåke bevegelsen av flytelegemet. Således vil hver trykkreversering resultere i en sterk bevegelse av flytelegement, tilstrekkelig til at det går inngrep med de respektive anslagsfjær. For eksempel, hvis systemet er i trykktilstand med trykket stabilt, vil reversering til vakuumstilstand bevege flytelegemet opp gjennom strålen for den øvre detektor 176 og gå i inngrep med fjæren 172 og returnere. Tilsvarende vil en reversering fra vakuum til trykktilstand bevege flytelegemet ned og ut av strålen for den nedre detektor 174 til fjæren 170 og tilbake igjen. Systemkontrollen påviser sekvensene av signalene erholdt og anvender dem som et positivt middel for å overvåke riktig drift av ejektoren. Mangel på direkte signaler fra monitoren vil resultere i at driften stoppes og er meget nyttig, f.eks. ved påvisning av enhver uriktig drift av klaffeventilen 140 eller en unormal trykkforstyr-relse forårsaket av brudd av skiven 160.

Alternativt kan kontrolleren 164 av pneumatisk type erstattes med en trykk-til-strøm-transducer, som mottar et feedbacksignal (stiplet linje) fra systemkontrollen 116, denne feedback erholdes fra den nedre nivådetektor 174 som et posisj onskontrollutgangssignal.

Anvendelse av en ejektor for å erholde et passende vakuum har den ulempe at den er noe ineffektiv, selv om dette kompenseres som følge av dens enkelthet og robusthet. Hvis en passende kilde for trykkluft ikke allerede er tilgjengelig, kan det være foretrukket å anvende en blåseanordning, og et egnet eksempel er vist i fig. 13. En blåser 182 av passende størrelse er anordnet slik at den virker alternativt i vakuum og trykktilstand under kontroll av en sleideventil 184 som drives av et dobbeltvirkende stempel 186 som beveger seg i sylinderen 188 under kontroll av en solenoid-operert ventil 190. Blåseoppkoblingen er forbundet med inngangsporten 106 i dekselet 32 med et spesielt rør-stykke 192, som må være tilstrekkelig langt og ha tilstrekkelig stor diameter, slik at det har større indre volum enn volumet som trekkes ut under vakuumtilstand når metallet beveges mellom minimums- og maksimumsnivåene, og derved sikre at oppvarmet luft fra reservoaret ikke når låseanord-ningen og overoppvarmer denne. For dette formål bør røret 192 også være konstruert for høy varmeavgivelse ved den ende som er nærmest blåseren, f.eks. ved å anordne radielle varmeavgivende finner 193. Dette arrangement betyr at den varme luft som ble fjernet fra reservoaret under evakueringstilstanden pumpes tilbake til reservoaret og derved reduserer avkjøling av resevoarveggene av den inngående luft.

En klaffeventil 194 drives av en motor 196 under kontroll av en solenoid-operert ventil 198 og utgjør en oppstartings- og varmeavtrekningsventil. Under oppstarting er ventilen åpen for å tillate at blåsemotoren bringes til driftshastighet og lukkes deretter både i vakuum- og trykktilstandene. En termostat 200 avføler lufttemperaturen nær blåseren og hvis den blir for høy, vil ventilen 194 åpnes for å nedkjøle systemet, og ventilen lukkes når en tilfredsstillende lavere temperatur er oppnådd. Lyddempere 202 og 204 er anordnet for å redusere systemlyden, og luft som inngår i systemet passerer gjennom et filter 206. Et slikt system har høy pneumatisk effektivitet og lave varmetap som følge av den lukkede kretsdrift. På grunn av den lukkede krets er det også gjort mulig å nedsette dannelse av dross ved å injisere inert gass gjennom innløpet 202 og ventilen 210 for å erstatte så meget som mulig av luften i systemet.

Veieanordningen omfattende veiecellen 30 kan også anvendes for nivåkontroll og påvisning av bobling, idet anordningen bærer reservoaret og måler forskjelligevekter som forårsakes av at reservoaret fylles til de forskjellige nivåer 92, 94 og 96. Disse vekter er proposjonale med de tilsvarende vekter av reservoaret og forårsaker dannelse av tilsvarende signaler som kan anvendes direkte for nivåkontroll. Cellen kan derfor anvendes for kalibreringsformål eller for å bestemme når den nedre nivåkontroll har drevet til et for lavt nivå. Generering og bevegelse av gassbobler i reservoaret vil produsere tilsvarende små vibrasjoner i reservoaret som kan påvises av veiecellen og tilveiebringe lett påvisbare signaler, som når de dannes indikerer at utstøt-ningsf asen burde være kortere.

Claims (8)

1. Anordning (26) for omrøring av smeltet metall i et ovnskammer (12) som omfatter: et reservoarkammer (28) adskilt fra ovnskammeret (12) ; en passasje (27) som forbinder det indre av ovnskammeret (12) med reservoarkammeret (28) for å føre smeltet metall mellom dem via en passasje (27); vakuum/trykk-genererende midler (182) forbundet med reservoarkammerets (28) indre for alternativt og suksessivt å danne et vakuum for å trekke smeltet metall inn i det indre fra ovnskammeret (12), og et positivt trykk for å utstøte det smeltede metall derfra inn i ovnskammeret (12) i form av en omrørende stråle; karakterisert ved at det smeltede metall suges inn i reservoarkammerets (28) indre inntil det når et øvre nivå (92) deri, og utstøtes inntil det når et nedre nivå (94) deri, og hvor forholdet mellom den horisontale tverrsnitts-diameteren i reservoarkammerets (28) indre til den vertikale avstand mellom det øvre nivå (92) og det nedre nivå (94) ligger i området 1:1,0 til 1:2,0.

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at reservoarets (28) indre har et i det vesentlige sirkulært tverrsnitt i hori-sontalretningen, og at passasjen (27) er anordnet for å innføre det smeltede metall horisontalt og tangensielt i forhold til det sirkulære horisontale tverrsnitt, slik at det inngående smeltede metall virvler (110) rundt i reservoarets (28) indre.

3. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at passasjen (27) innbefatter en munnstykkedel (68) og at forholdet mellom tverr-snittsarealet av munnstykkedelen (68) og det horisontale tverrsnittsareal av reservoarkammerets (28) indre rør (98), ligger i området 1:50 og 1:250.

4. Anordning ifølge krav 3, karakterisert ved at forholdet ligger i området 1:60 til 1:150.

5. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at reservoarkammeret (28) er montert på en veieanordning (30) , med hvilken vekten av reservoarkammeret (28) veies for å bestemme nivået av smeltet metall deri.

6. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at reservoarkammeret (28) omfatter en fjernbar dekseldel (32) for å gi adgang til det indre av kammeret (28), og hvor dekseldelen (32) har montert deri varmeelementer (78) for oppvarming av reservoarkammerets (28) indre og det smeltede metall deri.

7. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at den fjernbare dekseldel (32) også bærer kontrollelektroder (96, 88, 90) som strekker seg ned i reservoarets (28) indre for å bestemme det øvre nivå (92) i det smeltede metall.

8. Anordning ifølge de foregående krav, karakterisert ved en trykkdetektor (162) for å påvise trykkvariasjoner i reservoarets (28) indre som følge av bobling av trykksatt gass fra reservoarets (28) indre til ovnens (12) indre.