PL136358B1 - Molten metal refining apparatus - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie ido rafi¬ nacji cieklego metalu, w szczególnosci aluminium, magnezu, miedzi, cynku, cyny, olowiu i ich sto¬ pów, Z polskiego opisu patentowego nr 133 224 znane jest urzadzenie do rafinacji cieklego metalu, za¬ wierajace komore wlewowa* wstepna i koncowa komore rafinacyjna, oddzielone kanalem syfono¬ wym oraz komore wylewowa. Dolna czesc konco¬ wej komory rafinacyjmej jest polaczona z tóomora wylewowa za pomoca rury przeplywowej, prze¬ chodzacej przez przegrode i wstepna komore ra- finacyjna. Ponadto urzadzenie ma mieszadla lo¬ patkowe, umieszczone w okolicy srodka kazdej ko¬ mory rafinacyjnej, przy czym mieszadla te zawie¬ raja walek z elementami napedowymi na górnym koncu oraz zamocowany na stale do dolnego konca wirnik. Górna .powierzchnia wirnika znajduje sie w obszarze powierzchniowym metalu, zas jego dol¬ na powierzchnia znajduje sie w obszarze dennym metalu w komorach.Z polskiego opisu patentowego nr 13&409 jest znane urzadzenie do rafinacji cieklego metalu za¬ wierajace co najmniej jedno mieszadlo lopatkowe zawieszone w zbiorniku, zawierajace'równiez obro¬ towy walek (umieszczony w, tulei oslonowej, przy czym przez osiowy kanal utworzony miedzy wal¬ kiem i tuleja sluzy do przenoszenia i wprowadza¬ nia gazu rafinujacego w przeswit pomiedzy wir- 10 15 30 niklem a wiencem dolaczonym do dolnego konca tulei oslonowej.Mieszadla lopatkowe powoduja rozpraszanie ga¬ zu w postaci niezwykle malych pecherzyków w cieklym metalu. Niemetaliczne zanieczyszczenia wyplywajace z metalu sa usuwane wraz z zuzlem, natomiast wodór jest usuwany z cieklego metalu przez desorpcje do pecherzyków gazu rafinujacego.Ponadto z opisu patentowego USA nr 3 743268 jest znane mieszadlo lopalfcowe, którego tuleja oslonowa zlozona jest z rury grafitowej i wysta¬ jacej .ponad pokrywe zbiornika mocujacej rury stalowej, polaczonych ze soba w zakresie grubosci pokrywy za pomoca lacznika gwintowanego.Grafit jest materialem odpornym na dzialanie cieklego metalu i zwiazki w nim zawarte, jednak¬ ze nie jest on odporny na utlenianie tlenem z po¬ wietrza przy temperaturach 700°C. Odporna na utlenianie w tych warunkach jest mocujaca rura stalowa, ulega natomiast agresywnemu dzialaniu cieklego metalu. Warunki te stanowia o tym, ze miejsce polaczenia rury grafitowej z mocujaca ru¬ ra stalowa powinno byc usytuowane w zakresie grubosci pokrywy zbiornika.Chociaz grafit,.który ma stosunkowo duza prze¬ wodnosc cieplna, bedzie mial w górnym koncu rury grafitowej wystarczajaco wysoka tempera¬ ture dla szybkiego utleniania sie w powietrzu, to jednak dostep powietrza do niego jest wystarcza¬ jaco utrudniony w wyniku ciasnego pasowania po- 136 35813C 358 3 4 miedzy rura grafitowa a otworem pokrywy, w którym jest ta rura osadzona.Powyzsze rozwiazanie jest zadowalajace w takich przypadkach rafinacji, w których produkty ubocz¬ ne stanowia gazy obojetne. Jednakze, gdy produk¬ tem procesu rafinacji jest chlor, wówczas bardzo gwaltownie atakuje on mocujaca rure stalowa, a zwlaszcza te jej czesc, która stanowi element lacz¬ nika gwintowego. Temperatura w tym miejscu- jest wystarczajaco wysoka, by chlorek zelaza zostal zamieniony w pary powodujace zanikanie stalo¬ wej czesci lacznika gwintowego.Przeprowadzane próby uszczelnienia tego pola^ czenia nie dawaly zadowalajacych efektów, ponie¬ waz sam grafit jest materialem porowatym, prze¬ puszczajacym zwiadki chloru w strone stadowego elementu lacznika gwintowego. W (przypadkach za¬ stosowania stali odpornych na korodujace dziala¬ nie chloru, zjawiska, korozji mdmo to zachodza, przy czym produkty korozji wówczas nie sa lotne, lecz wiaza sie w sposób trwaly z grafitem, co uniemozliwia z kolei wymiane rury grafitowej.Celem wynalazku jest usuniecie wymienionych wyzej niedogodnosci, zas zadaniem wynalazku jest opracowanie konstrukcji urzadzenia do rafinacji cieklego metalu, w którym elementy tulei oslono¬ wej bylyby odporne na dzialanie chloru, jalco pro¬ duktu rafinacji Urzadzenie do rafinacji cieklego metalu, zawie¬ rajace zamkniety pokrywa zbiornik z co najmniej jedna komora wlewowa oraz z co najmniej jedna komora ratfkiacyjna polaczona za pomoca rury przeplywowej z komora, wylewowa oraz majace umieszczone w komorach rafinacyjnych mieszadla lopatkowe, kazde zlozone z walka napedowego, górnym koncem wystajacego ponad pokrywe, a na dolnym koncu zaopatrzonego w wirnik lopatkowy oraz majacego wzdluz swej dlugosci tuleje oslo¬ nowa zlozona z rury grafitowej i wystajacej po¬ nad pokrywe mocujacej rury stalowej, (polaczonych ze soba za pomoca lacznika gwintowego, zgodnie z wynalazkiem charakteryzuje sie tym, ze mocu¬ jaca rura stalowa na swym dolnym koncu ma nakretke z pierscieniowym kolnierzem laczacym sie z rura mocujaca, przy czym dolny koniec nakretki jest oparty o powierzchnie oporowa rury grafito¬ wej, która to powierzchnia oddziela odcinek gwin¬ towany rury grafitowej od jej czesci niegwinto- wanej o wiekszej srednicy, a ponadto w pierscie¬ niowym kolnierzu nakretki, usytuowanym w od¬ stepie od górnego konca rury grafitowej, znajduje sie szczelina promieniowa polaczona ze zródlem gazu chlodzacego.Pole przekroju szczeliny promieniowej, mierzo¬ ne w plaszczyznie prostopadlej do osi' rury grafi¬ towej, jest równe co najmniej l&h pola przekroju poprzecznego czesci niegwintowanej tej rury. Od¬ leglosc powierzchni oporowej od powierzchni po¬ krywy zbiornika, zwróconej ku wnetrzu komory rafinacyjnej, jest wieksza od grubosci pokrywy, mierzonej bezposrednio przy rurze grafitowej, ko¬ rzystnie co najwyzej dwukrotnie. Odleglosc po¬ miedzy szczelina pierscieniowa a powierzchnia opo¬ rowa stanowi 0,2-^0,36 odleglosci miedzy powierzch¬ nia oporowa a powierzchnia pokrywy zbiornika zwrócona ku wnetrzu komory rafinacyjnej.Pole powierzchni przekroju poprzecznego scianki nakretki, mierzone w poblizu powierzchni oporo¬ wej, stanowi G,3—0,5 pola powierzchni przekroju poprzecznego czesci niegwintowanej rury grafito¬ wej.W urzadzeniu wedlug wynalazku, przy wyste¬ powaniu, chloru i jego zwiazków wydzielajacych sie w procesie rafinacji, nie nastepuje korozja sta¬ lowego elementu lacznika gwintowego, poniewaz w sposób skuteczny umozliwione jest jego ciagle chlodzenie i utrzymanie jego temperatury o takiej wartosci, przy której zjawiska korozji nie zacho¬ dza. To skuteczne chlodzenie Jest zapewnione dzie¬ ki zastosowaniu szczeliny promieniowej polaczonej ze zródlem gazu chlodzacego oraz gabarytów ele¬ mentów konstrukcyjnych tulei oslonowej, dobra¬ nych zgodnie z wynalazkiem.Przedmiot wynalazku zostanie szczególowo opi^ sany w przykladzie jego wykonania pokazanym na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urzadze¬ nie do rafinacji w przekroju pionowym, zas fig. 2 przedstawia odcinek tulei .oslonowej mieszadla lo¬ patkowego w przekroju pionowym.Zgodnie z fig. 1 komora rafmacyjna 5 znajduje sie w zbiorniku zlozonym z plaszcza 1 wykonane¬ go z materialu ogniotrwalego i wylazonego od we¬ wnatrz plytami grafitowymi 4, przy czym, komora szczelinowa 2, znajdujaca sie miedzy plaszczami 113, jest zaopatrzona w znane elementy grzejne.Zbiornik jest zamkniety od góry pokrywa, zlo¬ zona z segmentów 14 i 16, wykonanych z mate¬ rialów izolacyjnych i wylozonych od dolu wykla¬ dzina ogniotrwala.Pomiedzy segmentami 14 i 15 pokrywy znajduja sie otwory, przez które przechodza mieszadla lopat¬ kowe 10, zamocowane w stalowej oslonie 16, przy¬ twierdzonej do segmentów 14, 15 pokrywy i osla¬ niajacej otwory znajdujace sie miedzy tymi se¬ gmentami.{Mieszadlo lopatkowe 10, zaopatrzone w tuleje oslonowa 13, ma usytuowana pionowo os obrotu 17, przy czym w tulei oslonowej 13 jest umieszczony walek napedcwy (nie pokazany), na którego dol¬ nym koncu jest osadzony wirnik lopatkowy 12, zas jego górny koniec jest polaczony z silnikiem napedowym (nie pokazanym ha rysunku).Otwory miedzy segmentami 14 i 15 pokrywy sa zamkniete korkami uszczelniajacymi 16 wykona¬ nymi z plyty stalowej i wykladziny ogniotrwalej, przymocowanej do dolnej powierzchni plyty. W komorze rafinacyjnej 5 znajduje sie rura przeply¬ wowa, której sciana górna 7 jest polaczona z pio¬ nowa przegroda 6. Komora rafinacyjna* 5 jest po¬ laczona z komora wylewowa 9.Jak pokazano na fig. 2 tuleja oslonowa 13 sklada sie z rury grafitowej 22 i wystajacej ponad pokry¬ we zbiornika mocujacej rury stalowej, polaczo¬ nych ze soba w zakresie grubosci pokrywy za po¬ moca lacznika gwintowego 19.Bura grafitowa 22 ma odcinek gwintowany 25 o zewnetrznej srednicy mniejszej niz srednica cze¬ sci nie gwintowanej, przy czym na granicy obu tych czesci znajduje sie powierzchnia oporowa 26, 10 15 as 30 35 40 45 50 555 136 358 6 Odcinek gwintowany 25 rury grafitowej 22 stano¬ wi lacznik gwintowany 19 wraz z nakretka 21 wy¬ konana ze stali antykorozyjnej. Nakretka 21 jest nakrecona na odcinek gwintowany 25 rury grafi¬ towej 22 tak, ze jej dolna powierzchnia czolowa jest docisnieta do powierzchni oporowej 26 rury grafitowej 22.Górny koniec nakretki ma pierscieniowy kol¬ nierz, skierowany promieniowo do wewnatrz na¬ kretki, polaczony szczelnie z dwiema wspólosiowo usytuowanymi odcinkami rur stalowych 20, pomie¬ dzy którymi utworzona jest szczelina obwodowa 23 laczaca sie ze szczelina promieniowa 23, wykonana w pierscieniowym kolnierzu nakretki 21. Szczelina promieniowa 23 w pierscieniowym kolnierzu na¬ kretki 21 swym zewnetrznym obwodem laczy sie z kanalami wylotowymi 24, wykonanymi w kol¬ nierzu.Szczelina obwodowa, szczelina pierscieniowa oraz kanaly wylotowe 24 -tworza przestrzen przeplywo¬ wa dla gazu chlodzacego, takiego jak powietrze lub azot pod cisnieniem. Pole przekroju szczeliny promieniowej 23, mierzone w plaszczyznie prosto* padlej do osi 17, jest równe co najmniej 70*/t po¬ la przekroju poprzecznego czesci niegwintowanej rury grafitowej 22. Praktycznie^wysokosc szczeliny promieniowej 23, mierzona wzdluz osi 17, wynosi 7,6—116,2 mm.(Przykladowo, dla komory rafinacyjnej o dlugo¬ sci 716 cm, szerokosci 62 cm i wysokosci 96 cm wymiary oznaczone na fig. 2 wynosza odpowiednio: A = 51—f7» mm, B ,= 20»-^2i8O mm, C = 126M177 mm, D = 7,6—'1(2,7 mm, E =flflr-»U2,7 cm, zas sred¬ nica zewnetrzna rury grafitowej wynosi 102—ili27 mm.Zastrzezenia patentowe 1. Urzadzenie do rafinacji cieklego metalu, za¬ wierajace zamkniety pokrywa ^ zbiornik z co naj¬ mniej jedna komora wlewowa oraz z co najmniej jedna komora rafinacyjna polaczona za pomoca ru¬ ry przeplywowej z komora wylewowa, oraz maja¬ ce umieszczone w komorach rafinacyjnych miesza¬ dla lopatkowe, kazde zlozone z walka napedowego, górnym koncem wystajacego ponad pokrywe, a nie na dolnym koncu zaopatrzonego w wirnik lopatko¬ wy oraz majacego wzdluz swej dlugosci tuleje 5 oslonowa zlozona z rury grafitowej i wystajacej ponad pokrywe mocujacej rury stalowej, polaczo¬ nych ze soba w zakresie grulbosci pokrywy za po¬ moca lacznika gwintowego, znamienne tym, ze mo¬ cujaca rura stalowa (20) na swym dolnym koncu 10 ma nakrejtke z pierscieniowym kolnierzem lacza¬ cym sie z rura mocujaca (20), przy czym koniec nakretki (21) jest oparty o powierzchnie oporowa <26) rury grafitowej (22), która to powierzchnia od¬ dziela odcinek gwintowany (25) rury grafitowej od 15 jej czesci niegwintowanej o wiekszej srednicy, a ponadto w pierscieniowym kolnierzu nakretki, usy-. tuowanym w odstepie od górnego konca rury gra* fitowej (22), znajduje sie szczelina promieniowa (23) polaczona ze zródlem gazu chlodzacego. 30 5. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze pole przekroju szczeliny promieniowej ((23), mie¬ rzone w plaszczyznie prostopadlej do osi rury gra¬ fitowej (22), jest równe co najmniej T&h pola prze¬ kroju poprzecznego czesci niegwintowanej tej ru- 15 ry. 8. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze odleglosc (B) powierzchni oporowej (28) od po¬ wierzchni pokrywy zbiornika, zwróconej ku wne¬ trzu komory rafinacyjnej (5), jest wieksza od gru- *• bosci (C) pokrywy, mierzonej bezposrednio przy rurze grafitowej (22), korzystnie co najwyzej dwu¬ krotnie. 4. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze odleglosc (A) pomiedzy szczelina pierscieniowa 85 (23) a powierzchnia oporowa (26) stanowi OJtS—0,3<5 odleglosci (B) miedzy powierzchnia oporowa (26) a powierzchnia pokrywy zlbiornika zwrócona ku wne¬ trzu komory raifinacyjnej (5). 5. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, *o ze .pole powierzchni przekroju poprzecznego scian¬ ki nakretki (21), mierzone w p^oblizu powierzchni oporowej (26), stanowi O^a-^0,5 pola powierzchni przekroju poprzecznego czesci niegwintowanej ru¬ ry grafitowej (22). 136 358 FIG. I FIG. 2 Drukarnia Narodowa, Zaklad Nr 8, 131/86 Cena 100 zl PL PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Urzadzenie do rafinacji cieklego metalu, za¬ wierajace zamkniety pokrywa ^ zbiornik z co naj¬ mniej jedna komora wlewowa oraz z co najmniej jedna komora rafinacyjna polaczona za pomoca ru¬ ry przeplywowej z komora wylewowa, oraz maja¬ ce umieszczone w komorach rafinacyjnych miesza¬ dla lopatkowe, kazde zlozone z walka napedowego, górnym koncem wystajacego ponad pokrywe, a nie na dolnym koncu zaopatrzonego w wirnik lopatko¬ wy oraz majacego wzdluz swej dlugosci tuleje 5 oslonowa zlozona z rury grafitowej i wystajacej ponad pokrywe mocujacej rury stalowej, polaczo¬ nych ze soba w zakresie grulbosci pokrywy za po¬ moca lacznika gwintowego, znamienne tym, ze mo¬ cujaca rura stalowa (20) na swym dolnym koncu 10 ma nakrejtke z pierscieniowym kolnierzem lacza¬ cym sie z rura mocujaca (20), przy czym koniec nakretki (21) jest oparty o powierzchnie oporowa <26) rury grafitowej (22), która to powierzchnia od¬ dziela odcinek gwintowany (25) rury grafitowej od 15 jej czesci niegwintowanej o wiekszej srednicy, a ponadto w pierscieniowym kolnierzu nakretki, usy-. tuowanym w odstepie od górnego konca rury gra* fitowej (22), znajduje sie szczelina promieniowa (23) polaczona ze zródlem gazu chlodzacego. 30 5. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze pole przekroju szczeliny promieniowej ((23), mie¬ rzone w plaszczyznie prostopadlej do osi rury gra¬ fitowej (22), jest równe co najmniej T&h pola prze¬ kroju poprzecznego czesci niegwintowanej tej ru- 15 ry. 8. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze odleglosc (B) powierzchni oporowej (28) od po¬ wierzchni pokrywy zbiornika, zwróconej ku wne¬ trzu komory rafinacyjnej (5), jest wieksza od gru- *• bosci (C) pokrywy, mierzonej bezposrednio przy rurze grafitowej (22), korzystnie co najwyzej dwu¬ krotnie. 4. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze odleglosc (A) pomiedzy szczelina pierscieniowa 85 (23) a powierzchnia oporowa (26) stanowi OJtS—0,3<5 odleglosci (B) miedzy powierzchnia oporowa (26) a powierzchnia pokrywy zlbiornika zwrócona ku wne¬ trzu komory raifinacyjnej (5). 5. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, *o ze .pole powierzchni przekroju poprzecznego scian¬ ki nakretki (21), mierzone w p^oblizu powierzchni oporowej (26), stanowi O^a-^0,5 pola powierzchni przekroju poprzecznego czesci niegwintowanej ru¬ ry grafitowej (22). 136 358 FIG. I FIG.

2. Drukarnia Narodowa, Zaklad Nr 8, 131/86 Cena 100 zl PL PL