SE411630B - Sett att avgasa och rena smelt aluminium och dess legeringar - Google Patents

Description

6903697-8 kammaren införes en specifik gasmängd av 0,5 - 1,5 l/min/cmz och i nedströmskammaren införes en specifik gasmängd av 0,05 - 0,3 l/min/cmz, varjämte en sluten atmosfär av inert gas och med i hu- vudsak atmosfärtryck åstadkommes åtminstone över uppströmskammaren, vilken atmosfär underhållas med inert gas och avlastas genom frigö- ring upptill till den omgivande atmosfären, och att föroreningarna, som förts upp till metallytan i nedströmskammaren, avskiljes från metallströmmen genom att dämmas upp. I Ett föredraget utförande av sättet enligt uppfinningen känne- tecknas av att strömmen av smält metall införes i uppströmskammaren under ytan av metallsmältan i denna kammare, och att de i nedströms- kammaren uppforslade föroreningarna, eventuellt tillsammans med ett fluss- eller slaggskikt, hindras från att åter blandas med metallen genom att dämmas upp vid metallströmmens yta medelst en doppvägg i en till nedströmskammaren vid dennas övre del ansluten avloppska- nal. _ Uppfinningen beskrivas närmare i det följande under hänvisning till bifogade ritningar, på vilka fig l i vertikalsektion tagen längs linjen l-I i fig 2 visar det första utförandet av en behålla- re för utövning av sättet enligt uppfinningen, fig 2 är en planvy av behållaren i fig l med avlyft lock, fig 3 visar ett andra utfö- rande av en behållare för utövning av-sättet enligt uppfinningen i en sektion tagen längs linjen III-III i fig 4 och fig 4 är en plan- vy av behållaren i fig 3 med locket borttaget.

Behållaren i fig l och 2 består av eldfast material, som Om- slutes av en beklädnad 2 av tjock plåt. En (icke visad) värmeisola- tion minskar värmeförlusterna. Ugnen har i huvudsak cirkulär form och har en vägg 4, som uppdelar ugnen i två olika stora kamrar, näm- ligen en uppströmskammare 10 och en nedströmskammare 12, som är olika stora, och en botten 6. En öppning 8 vid skiljeväggens 4 nedre del förbinder uppströmskammaren 10 med nedströmskammaren 12. Ugnens all- männa form kan även vara elliptisk eller rektangulär..

Metallen, som skall behandlas, tappas från ett ugnsutlopp 14 i en tappningsränna 16 och ledes från denna via en inloppsränna 18, som via en öppning 20 mynnar i uppströmskammaren 10 ett litet stycke under metallnivån 21 i denna kammare.

En tvärgående, djupinställbar vägg 22 bildar en ytfördämning upptill i inloppsrännan 18 för att stoppa slagg, som flyter på me- tallen, och bildar ett organ för viss reglering av metallnivån i kanalen. Dessutom är en känd anordning, exempelvis en flottör 24, 6903697-8 anordnad att påverka en strömställare 26, som reglerar lutningen av utloppet 14. I rännan 18 kan på detta sätt upprätthållas en konstant nivå i beroende av den önskade utmatningen av metall ge- nom behållaren.

I en utmatningsränna 28 från behållaren är placerad en tvär- gående ytfördämningsvägg 30, som har till uppgift att förhindra ut- matning av slagg, flussmedel 32 och föroreningar, som har samlats på ytan av metalleni nedströmskammaren 12.

För inblâsning av gas i metallen i uppströmskammaren 10 är vid utförandet i fig l fem runda plattor 34, 36, 38, 40, 42 av poröst, gasgenomsläppande material anordnade i kammarens botten. Vid 44 vi- sas en del av ett rörsystem för gastillförsel till dessa porösa bot- tenplattorna via en strömningsmätare 46 och en regulator 48. De po- rösa bottenplattorna 34, 36, 38, 40, 42 täcker en väsentlig del av kammarens 10 botten med så jämn fördelning som möjligt för sprid- ning av den inblåsta gasen i form av gasbubblor, som stiger uppåt till ytan 21 i kammarens hela horisontalsektion.

I uppströmskammaren 10 strömmar den flytande metallen i en hu- vudriktning nedåt mot botten, medan gasbubblorna stiger uppåt, och dessa motsatta riktningar gör verkan av gasen effektivare. Det har visat sig att man utan olägenhet kan blåsa en specifik gasmängd av 0,7 l/min/cmz i stället för 0,3 1/min/cmz, som för statiska system i allmänhet har ansetts som ett maximum, mot vilket verkningsgraden för den inblåsta gasen snabbt nedgâr och utslungningar av metall ökar kraftigt. Med uttrycket “specifik mängd" menas gasmängden per ytenhet poröst bottenmaterial i kammaren.

Botten i nedströmskammaren 12 bildas till största delen av två porösa, runda bottenplattor 50, 52. En rörledning 54 med strömnings- mätare och regulator matar individuellt dessa porösa bottenplattor med gas.

Inblåsningen av gas i nedströmskammaren 12 har till huvudända- mål att avlägsna fasta föroreningar, som infângas av gasbubblorna och av dessa forslas upp till metallytan. Flussmedlet 32 på metall- ytan i kammaren 12 fångar in och behåller dessa föroreningar.

Den i nedströmskammaren l2 inblâsta gasen kan ha en annan sam- mansättning än den gas, som inblåses i uppströmskammaren 10.

Ett look 56, som är infodrat med eldfast material och försett med värmeisolation, är placerat på uppströmskammaren 10 och kan täcka även nedströmskammaren 12. Locket har till ändamål att för- hindra lufttillträde, att minska värmeförluster till följd av strål- 6903697-8 ning och att förhindra oxidation av metallen. Från uppströmskam- maren 10 kan gasen evakueras genom en gaskanal 58. Genom en tratt 60 kan i uppströmskammaren 10 införas fasta tillsatser (magnesium, kisel, koppar, osv) eller vätskor. Genom ett rör 62 kan gas införas, exempelvis för alstring av en inert atmosfär före fyllningen med smält metall.

Vid slutet av en behandling tömmes behållaren genom tippning.

En behållare av den visade typen har använts för avgasning av aluminium. Behållaren rymde 600 kg metall och dess största inre bredd 64 - 66 mätte 500 mm. Uppströmskammaren var utrustad med fem porösa bottenplattor, som var och en hade en översida 68 med en area av 340 cmz. Kvävgas inblåstes i en mängd av 60 m3/h, vilket motsva- rade en specifik mängd av 0,60 l/min/cmz. Goda resultat har även uppnåtts med samma porösa bottenplattor vid inblåsning varierande från 50 till 150 m3/h, vilket motsvarar en specifik mängd av 0,50 - 1,5 l/min/cmz.

Nedströmskammaren var utrustad med två porösa bottenplattor av samma slag som de andra bottenplattorna och genom vilka blåstes kvävgas i en total mängd av 4,2 m3/h. Den specifika mängden var en- _ dast 0,1 l/min/cmz och rörelsen av gasbubblorna och av metallen i denna kammare hade samma huvudriktning, dvs uppåt. Med användande av samma porösa plattor kunde gasmängden variera från 2,1 till 12,6 m3/h, vilket motsvarade en specifik mängd av 0,05 - 0,3 l/min/cmz. 7 I denna relativt lilla behållare kunde per timme behandlas mellan 30 och 45 ton aluminium beroende på halten av gas i metallen.

Behållaren enligt uppfinningen möjliggör även andra behand- lingar. Man kan exempelvis desoxidera och avgasa koppar genom in- blåsning av vätgas i uppströmskammaren och kvävgas i nedströmskam- maren.

Det är även möjligt att genom de porösa bottenelementen spru- ta in reningsvätskor, exempelvis koltetraklorid, då man önskar selektivt avlägsna mangan och titan från en smälta.

Den i fig 3 och 4 visade behållaren kan användas för kontinuer- lig avgasning av stora mängder aluminium eller alumniumlegeringar och även t ex stål. _ Behållaren 70 innefattar förutom sidoväggar och botten ett visst antal mellanväggar, som avgränsar en uppströmskammare 72 och tre mellankamrar 74, 76, 78 samt vid de fyra hörnen fyra nedströms- kamrar 82, 84, 86, 88. Uppströmskammaren 72, i vilken metallen tap- 6903697-s pas i en stråle 89, omgives av en vägg 90 med fyrkantig omkrets och med.två öppningar 92 och 94 i sin nedre del för förbindelse med den mittre kammaren 74.

I kammarens 74 botten är infogade tvâ porösa bottenelement 96, 98 för inbläsning av gas. Kammaren 94 kommunicerar med de andra mitt- re kamrarna 76 och 78 genom öppningar 100 och 102 i de nedre delarna av innerväggarna 104 och 106. 2 I kamrarnas 76 och 78 botten kan vara infogade fyra porösa bottenelement 108 för inblåsning av gas för uppforsling av fasta föroreningar, medan avgasningen utföres helt och hållet i kammaren 74.

Genom öppningar 110 och 112 i det nedre partiet av innerväggar 113, vilka åtskiljer kamrarna 76 och 78 från nedströmskamrarna, överföres metallen till nedströmskamrarna 82, 84, 86, 88, varifrån metallen får rinna ut genom munstycken ll4 exempelvis till formar eller stränggjutningskokiller för kontinuerlig gjutning.

Rörelsen av den smälta metallen antydes i fig 3 och 4 medelst streckade linjer 116, 118, 120, 122, 124, 126. Från uppströmskamma- ren 72 strömmar metallen till mellankammaren 74, där metallen i flera omgångar stiger uppåt genom verkan av de uppâtstigande gas- blåsorna för att sedan sjunka nedåt. Metallen kommer slutligen in i mellankamrarna 76 och 78 och strömmar därefter till de fyra ned- strömskamrarna och ut genom avloppsmunstyckena.

Ett lock 128 hindrar tillträde för omgivande luft utom vid det centrala inloppshålet 130 och kvarhåller ovanför metallen en at- mosfär, som skiljer sig något från den insprutade gasen, i allmän- het argon.

Ett utförande av en behållare enligt fig 3 och 4 hade i plan- sektion dimensionerna 2,30 m x 1,60 m. Den mittre kammaren 74, som i sektion hade kvadratisk form, hade en sida av 1,30 m. Metallsmältans djup var där 0,60 m.

Genom tolv porösa bottenelement i kammaren 74, vilka uppvisade 2, inbiåstes 12 m3 en inblâsningsarea av 4120 cm argon per minut, vilket var 720 m3/h. Metallmängden varierade i praktiken mellan 4,6 och 2,3 ton per minut, medan den inblåsta argonmängden varierade mel- lan 3 och 6 m3 per ton. ' Vid en~avgasningsbehandling av aluminium inblåstes 2,5 - 4 m3 kväve eller argon per minut. Metallmängden var då 75 - 120 ton per timme beroende på metallens natur och dess ursprungliga gasinnehâll.

De visade behållarna kan modifieras på olika sätt, exempelvis genom ändring av placeringen och antalet av de porösa bottenelementen.

Claims (3)

690369798 PATENTKRAV)

1. l. Sätt att avgasa och rena smält aluminium och dess legeringar, k ä n n e t e c k n a t därav, att aluminiummetallen i smält till- stånd bringas att strömma genom en första och en andra, nedtill med varandra kommunicerande behandlingskammare (10, 12) från ett inlopp upptill i den första kammaren (10) via en nedtill mellan kamrarna anordnad förbindelse (8) till ett utlopp upptill i den andra kamma- ren (l2L medan gas bestående av kväve eller argon inblâses i smältan under bildning av gasblåsor i denna, varvid gasen blåses in i båda -kamrarna (10, 12) genom porösa element (34, 36, 38, 40, 42, 50, S2) anordnade på i ooh för sig känt sätt i ooh.täckande en väsentlig del av de båda kamrarnas bottnar och med så jämn fördelning över resp kammares tvärsnitt, att den inblâsta gasen i form av gasblåsor kommer i intim kontakt med hela metallmängden i resp kammare för att i den första kammaren, uppströmskammaren (10), åstadkomma en eliminering av i metallen'i denna kammare Iösta gasformiga förore- ningar och att i den andra kamaren, nedströmskamaren (12), åstad- komma en uppforsling av fasta föroreningar till metallytan, varvid i uppströmskammaren (10) införes en specifik gasmängd av ' 0,5 - 1,5 l/min/cm2 och i nedströmskammaren (12) införes en speci- fik gasmängd av 0,05 - 0,3 l/min/cmz, varjämte en sluten atmosfär av inert gas och.med i huvudsak atmosfärtryck åstadkommas åtminsto- ne över uppströmskammaren (10), vilken atmosfär underhålles med inert gas och.avlastas genom frigöríng upptill till den omgivande atmosfären, och att föroreningarna, som förts upp till metallytan 1 nedströmskammaren, avskiljes från metallströmmen genom att dämmas upp. 0

2. Sätt enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a t därav,. att strömmen_av smält metall införes i uppströmskamaren (10) under ytan av metallsmältan i denna kammare. '

3. Sätt enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att de i nedströmskammaren uppforslade föroreningarna, eventuellt tillsammans med ett fluss- eller slaggskikt, hindras_frân att åter blandas med metallen genom att dämmas upp vid metallströmmens yta medelst en doppvägg (30) iien till nedströmskammaren vid dennas övre del ansluten avloppskanal (28). ANFÖRDA PUBLIKATIONER :- US 2 975 047, (75-59) 3 396 011 (75-60)