12.VII.1962 Republika Poludniowo Afrykanska Opublikowano: 30.XI.1968 56352 KI. 12 e, 4/01 MKP B 01 « 9k UKD Wlasciciel patentu: Niehaus Engineering S.A., Fryburg (Szwajcaria) Urzadzenie do rozpraszania jednego materialu w cieklej masie drugiego materialu, zwlaszcza do rozpraszania tlenu lub innego gazu w roztopionym metalu Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do roz¬ praszania jednego materialu w cieklej masie dru¬ giego materialu, które znajduje zastosowanie prze¬ de wszystkim (lecz nie wylacznie) w metalurgii do dokladnego mieszania roztopionego metalu z tlenem . lub z innym gazem.Wiadomym jest, ze w procesach metaluilicznych dokladne mieszanie i ruch cieklego metalu maja bardzo duze znaczenie, bowiem tylko wtedy za¬ gwarantowany jest prawidlowy kontakt czastek stalych lub gazu z ciekla masa roztopionego me¬ talu. Przy przerabianiu, na przyklad surówki, za¬ sadniczym zagadnieniem decydujacym o jej wa¬ lerach technicznych jest wyeliminowanie z jej skladu domieszek wanadu, co uzyskuje sie przez dokladne wymieszanie tej surówki z tlenem poda¬ wanym specjalnymi dyszami.Sposród najczesciej spotykanych urzadzen sluza¬ cych do dokladnego mieszania cieklej masy meta¬ lowej z domieszkami redukujacymi lub wzbogaca¬ jacymi wyróznia sie uklad jednej lub kilku rur z dyszami umieszczonymi nad kadzia z cieklym metalem w takd sposób, aby wdmuchiwany pod bardzo duzym cisnieniem gaz lub sproszkowany material stanowiacy domieszke redukujaca lub wzbogacajaca wywolal nieuporzadkowane wzbu¬ rzenie cieklego metalu.Uklad takiego urzadzenia jest podany w polskim opisie patentowym nr 44917, dotyczacym sposobu wprowadzania dodatków do cieklej masy metalo- 10 15 20 25 30 wej. Urzadzenia te chociaz sa bardzo proste kon¬ strukcyjnie wykazuja te podstawowa wade, ze pra¬ widlowy proces rozpraszania domieszek w cieklej masie roztopionego metalu odbywa sie tylko w górnych i srodkowych warstwach zawartosci ka¬ dzi, co powoduje powstawanie niejednorodnej masy cieklego metalu zawartego w kadzi. Niedogodnosc ta wystepuje zwlaszcza przy zastosowaniu duzych objetosciowo kadzi.Inny rodzaj urzadzen sluzacych do tego celu po¬ lega na wykorzystaniu metedy mieszania cieklego metalu, jak to na przyklad przedstawiono w pol¬ skim opisie patentowym nr 48219. W urzadzeniu tym kadz jest osadzona na dwóch wózkach nape¬ dzanych mimosrodowym ukladem korbowym. Kadz z cieklym metalem w tym urzadzeniu, nie wykonu¬ jac ruchu obrotowego wzgledem wlasnej osi, kra¬ zy w plaszczyznie poziomej po okregu o promieniu 60 mm. W czasie tego ruchu kapiel metalowa za¬ czyna krazyc wokól scian kadzi wskutek czego za¬ chodzi mieszanie tej kapieli. Urzadzenie to jest przystosowane wylacznie do mieszania skladników stalych o postaci proszków i nie nadaje sie do mie¬ szania cieklego metalu z gazami.Urzadzenie stanowiace przedmiot niniejszego wy¬ nalazku eliminuje opisane wyzej niedogodnosci i nadaje sie zarówno do rozpraszania w roztopionym metalu domieszek w postaci gazowej i stalej.Ponadto urzadzenie wedlug wynalazku znajduje równiez zastosowanie i w innych dziedzinach tech- 563523 niki poza hutnictwem. Istota urzadzenia wedlug wynalazku polega na tym, ze kadz z cieklym me¬ talem jest wprawiana w ruch obrotowy wokól wlasnej osi, która jest odchylona pod pewnym ka¬ tem od pionu, kat ten jest regularny, a wielkosc jego jest zalezna od rodzaju roztopionego metalu i rodzaju rozproszonych domieszek. Ponadto wne¬ trze kadzi jest zaopatrzone w splaszczenia, pola¬ czone z jej powierzchniami cylindrycznymi a dno w.,wystepy, które powcduja prawidlowy proces roz¬ glaszania domieszek w cieklej masie roztopionego metalu.Urzadzenie wedlug wynalazku jest opisane szczególowo na podstawie przykladu jego wyko¬ nania, zilustrowanego na rysunku, na którym fig. 1 i 2 przedstawiaja urzadzenie w widoku perspekty¬ wicznym, fig. 3 — urzadzenie w widoku z góry, fig. 4 — pionowy przekrój tego urzadzenia wzdluz osiowej plaszczyzny kadzi, fig. 5 — pojemnik w widoku perspektywicznym, fig. 6 — przekrój po¬ ziomy pojemnika plaszczyzna VI—VI z fig. 5, fig. 7 — podluzny przekrój dyszy doprowadzajacej gaz redukujacy, fig. 8 — poprzeczny przekrój tej dyszy w plaszczyznie VIII—VIII z fig. 7, fig. 9 — podluzny przekrój osiowy kadzi uwidaczniajacy dysze oraz wytwarzane fale mieszanego metalu cieklego, a fig. 10 — podobny przekrój ilustrujacy sposób rozpraszania gazu w tym cieklym metalu.Jak to przedstawiono na fig. 112 urzadzenie wedlug wynalazku sklada sie z osadzonej obroto¬ wo w lozyskach 12 kadzi 11 obracanej okolo osi pozicmej silnikiem 13, z napedu 14 obracajacego kadz w kierunku strzalki 15; z kanalu 16 umozli¬ wiajacego obrót kadzi w celu jej opróznienia, z ru¬ ry 17 odprowadzajacej gazy z kadzi oraz z dyszy 18 doprowadzajacej tlen.Fig. 2 przedstawia kadz 11 w pozycji obróconej w celu wylania jej zawartosci do koryta 19 umie¬ szczonego na dnie studzienki 16. Lozyska 12 sa na tej figurze odsloniete celem pokazania osadzonych w nich czopów bebnowych 20 przymocowanych do obudowy 21 kadzi 11. Czopy te obracaja sie w lo¬ zysku slizgowym 12 zlozonym z panewek 22 i 23, a kadz jest tak osadzona w obudowie 21, iz moze sie w niej obracac w plaszczyznie poziomej, zgo¬ dnie z kierunkiem oznaczonym strzalka 15. Obrót ten jest zrealizowany za pomoca walka napedowe¬ go 25 wspólpracujacego z przekladnia zebata 26, 27, 28 (fig. 4). Walek 25 przechodzacy wspólosiowo przez prawy czop 20 obudowy 21 kadzi jest obra¬ cany za pomoca napedu 14 i sprzegla 29.Przekrój na fig. 4 uwidacznia sposób osadzenia kadzi 11 urzadzenia w obudowie 21 oraz przedsta¬ wia jej naped ze stozkowym kolem zebatym 24 umieszczonym pod jej. dnem. Wewnatrz obudowy 21 znajduja sie dwa zespoly rolek 30, na których spoczywaja dwa pierscienie 31 przymocowane do scianki kadzi 11 w celu umozliwienia wprowa¬ dzenia jej w ruch obrotowy wewnatrz obudowv 21.Trzeci zespól rolek 30, widoczny na fig. 3, podpie¬ ra boczne scianki kadzi i umozliwia jej obrót w plaszczyznie poziomej.Wnetrze kadzi 11 ma specjalny ksztalt i jest sy¬ metryczne wzgledem jej pionowej osi obrotu 32. (fig. 3). Wewnetrzna scianka boczna kadzi sklada sie z dwóch przeciwleglych sobie powierzchni pla- 4 skich 33 polaczonych dwoma powierzchniami cy¬ lindrycznymi 34 (fig. 6). Natomiast jej dno sklada sie z powierzchni plaskiej 35 i dwóch skosnych po¬ wierzchni bocznych 36 stanowiacych wystepy. 5 Przekrój kadzi uwidoczniony na fig. 9 jest wyko¬ nany w plaszczyznie równoleglej do plaskich po¬ wierzchni bocznych 33 i do krawedzi skosnych powierzchni 36 jej wnetrza, a przekrój na fig. 10 jest wykonany w plaszczyznie prostopadlej do tych powierzchni 33 i 36. Jak to zostalo podane na wstepie opisu powierzchnie te maja podstawowe znaczenie dla prawidlowego dzialania urzadzenia wedlug wynalazku, sluzacego do dokladnego roz¬ praszania domieszek w cieklej masie metalu. W przedstawionym przykladowym wykonaniu kadz 11 jest wylozona w znany sposób cegla ogniotrwala i wyposazona w swej czesci 38 w kanal spusto¬ wy 37.W procesie obróbki roztopionego metalu, na przyklad podczas usuwania wanadu ze stopionej 2 surówki, wymagajacej dokladnego przemieszania metalu z tlenem, dysze 18 wsuwa sie do kadzi urzadzenia przez otwór 39. Jak widac na fig. 7 i 8, dysza ta sklada sie z centralnej rury powietrz¬ nej 40 otoczonej podwójnymi komorami chlodzacy- 25 mi 43 i 45, do których chlodziwo doplywa rura 42, a odplywa rura 44, przy czym oplywa ono naj¬ pierw komore zewnetrzna 43 ku dolowi, a nastep¬ nie komore 45 ku górze chlodzac skutecznie te dys^e. 30 Stopiony metal wlewany jest do kadzi z pojem¬ nika 46 (fig. 1) przez otwór wlewowy 39. Kadz 11 ustawiona jest w czasie pracy pod regulowanym katem do pionu (fig. 9 i 10), przy czym kat po¬ chylenia osi obrotu 32 kadzi 11 jest regulowany * 35 stosownie do rodzaju roztopionego metalu oraz ro¬ dzaju rozpraszanych domieszek. Po wlaniu do ka¬ dzi porcji 47 stopionego metalu zostaje wsunieta do niej dysza 18 w polozenie pokazane na fig. 9 110, przy czym wlot rury wyciagowej 17 winien 40 sie znajdowac ponad otworem wlewowym 39. Wsu¬ wanie i wyciaganie dyszy 18 z kadzi wykonuje sie za pomoca dzwigni recznej 48 (fig. 1).Przy obracaniu kadzi wokól jej osi 32 (fig. 3) powstaje róznica szybkosci liniowej pomiedzy sto- 45 pionym metalem i bocznymi jej sciankami, spowo¬ dowana miedzy innymi lepkoscia cieklego metalu.Wynika stad, ze pomiedzy sciankami i cieklvm metalem powstaje pewien obrotowy ruch wzgledny dokola osi 32, podczas którego splaszczenia 33 50 scianki wywoluja w stopionym metalu Ale. W da¬ nym przykladzie fale wytworzone przez te spla¬ szczenia 33 sa skierowane promieniowo przeciw sobie, ku srodkowi pojemnika.Kazde takie dwie przeciwlegle fale lub cale ich 55 szeregi wywoluja ruch mieszajacy storionego me¬ talu, przynajmniej w poblizu powierzchni metalu, a gdy masa tego metale nie jest gleboka, to ruch ten przebiega w calej jego masie. Na fig. 9 i 10 przedstawiony zostal ten ruch stopionego metalu eo wywolany przez fale powstala'w poblizu srodka powierzchni tego metalu.Na p-odstawie prób przeprowadzonych z mode¬ lowym pojemnikiem przezroczystym, ustalono opty¬ malna ilosc jego obrotów, przy których nastepuje 65 zjawisko zblizone do rezonansu, wskutek czego L56352 powstale przeciwbiezne fale w stopionym metalu wytwarzaja posrodku jego powierzchni fale 50 znacznie wyzsza (fig. 9) od fal wytworzonych w tym metalu przez splaszczenie 33. Szczyt tej wy¬ sokiej fali 50 pochlania banieczki z tlenem 49 do- prowadzananego dysza 18 i wprowadza je nastep¬ nie w glebcka doline 51 pomiedzy falami (fig. 10), czyli w glab masy stopionego metalu. Te banieczki tlenu sa nastepnie rozpraszane w masie stopionego metalu przez splaszczenie 33 w kierunku poprzecz¬ nym do ruchu fal metalu, czyli ku górze tego po-' jemnika.W celu osiagniecia optymalnego przemieszania tlenu ze stopionym metalem, nalezy obracac kadz 11 z pewna okreslona predkoscia, zalezna od ksztal¬ tu jej wnetrza i pojemnosci, ilosci wlanego me¬ talu i od kata nachylenia do pionu kadzi 11 w cza¬ sie pracy.Na podstawie przeprowadzonych prób stwierdzo¬ no, ze za pomoca urzadzenia wedlug wynalazku mozna usunac powyzej 90% wanadu zawartego w surówce. Stosowanie tego urzadzenia nie ogranicza sie jednak do przypadku opasanego powyzej. Mo¬ zna na przyklad zastosowac wewnatrz kadzi nie dwa, lecz trzy splaszczenia 33 wytwarzajace trzy fale powodujace silne wzburzenie cieklego metalu w srodkowej czesci jego masy. Nalezy przy tym zaznaczyc, ze metal powinien byc dostatecznie cie¬ kly w stanie roztopionym, aby nie przylegal do scianek pojemnika. Warunek ten jest równiez z 5 tego wzgledu konieczny, aby ruch metalu w po¬ blizu scianek kadzi powodowal wytwarzanie w nim fal z chwila napotkania splaszczen 33. 10 15 20 PL