DD159646A5 - Vorrichtung zur raffination von schmelzfluessigem metall - Google Patents
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Description
Π 7 R 7 ζ Berlin, den 11.9.1981
U / s3 D Ap c 22 B/23O
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Vorrichtung zur Raffination von schmelzflüssigem Metall Anwendungsgebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Raffination von schmelzflüssigem Metall, insbesondere für die Raffination von Aluminium, Magnesium, Kupfer, Zink, Zinn* Blei und deren Legierungen.
In der US-PS 3 743 263 ist eine Vorrichtung beschrieben, bei der ein Gas in Form äußerst kleiner Gasbläschen in einer Schmelze zur Verteilung gebracht wird. Durch Desorption in die Gasbläschen wird der Wasserstoff aus der Schmelze entfernt, während weitere nichtmetallische Verunreinigungen durch Flotation in eine Schlackeschicht aufschwimmen. Die Dispersion des Gases wird durch Verwendung eines rotierenden Gasverteilers erzielt, der innerhalb der Schmelze in einem hohen Grad für Turbulenz sorgt. Die Turbulenz bewirkt eine Agglomeration der kleinen nicht metallischen Teilchen zu g'rößeren Teilchenaggregaten, die an die Schmelzoberfläche durch die Gasbläschen flotieren. Diese Turbulenz in der Schmelze gewährleistet darüber hinaus eine gründliche Mischung des Verteilungsgases in der Schmelze und verhindert eine Ablagerung und den Aufbau von Oxidschichten an der Innenseite des Behälters. Die nichtmetallischen Verunreinigungen, die durch Flotation aus dem Metall abgeschieden werden, werden dem System mit der Schlacke entzogen« während der aus der Metallschmelze desorbierte Wasserstoff das System mit dem verbrauchten Gas verläßt«
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Das System, in dem das Verfahren zur Durchführung kommt und das in dem vorliegenden Zusammenhang von Interesse ist, besteht darin, daß das zu raffinierende Metall durch eine Eintrittskammer und in oder durch eine erste Raffinationskammer fließt, sodann über eine Trennwand und in eine zweite Raffinationskammer, von denen jede ihren eigenen Rotationsgasverteiler aufweist* Das schmelzflüssige Metall gelangt sodann in ein Austrittsrohr und fließt in eine Aüstrittskämmer, die aus Gründen der Räumaushutzüng an der Eintrittskammer auf der gleichen Seite der Raffinätiohs* apparatur angeordnet ist« Da diese Anordnung sehr kompakt ist, ergibt sich vorteilhaft eine relativ kleinformatige Anlage*
Obgleich sich das kompakte System bewährt hat und weiterhin bewähren wird, beträgt seine maximale Schmelzleistung 25 OOO kg Metall pro Stunde. Zahllose Anlagen benötigen jedoch eine weitaus höhere Schmelzleistung, verfügen jedoch nicht über den Raum zur Unterbringung eines der gebräuchlichen, großformatigen Systeme, z, B. eines Systems aus drei Raffinationskammern und drei Rotationsgasverteilern« Andere Anlagen, die über den benötigten Raum verfügen, streben nach einer größerep Schmelzleistung für jede der Raffinationskammern in ihrem System.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zur Raffination von schmelzflüssigem Metall mit hoher Schmelzleistung bei einer nur unwesentlichen Vergrößerung des Umfanges bzw« einer höheren Schmelzleistung pro Raffinationskammer.
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Darlegung des Wesens der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde» eine Vorrichtung zur Raffination von schmelzflüssigem Metall zu schaffen,, bei der durch die Anordnung von Kammern mit Trennwänden eine optimale Schmelzleistung erzielt wird»
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Kombination folgender Merkmale gelöst:
(a) Ein Behälter mit einer Eintrittszone und einer Austrittszone, mit mindestens zwei Raffinationskammern dazwischen, die hintereinander geschaltet sind und durch Trennwände voneinander getrennt sind sowie in einer solchen Weise angeordnet sind, daß die erste der hintereinander geschalteten Raffinationskammern neben der Eintrittszone angeordnet und mit ihr verbunden ist und die letzte Raffinationskammer der Reihe sich neben der Austrittszone befindet und ebenfalls mit ihr verbunden ist, sowie Vorrichtungen zum Abziehen der Schlacke und
(b) eine rotierende Einrichtung zur Gasverteilung, ze B. Rotationsgasverteiler, die sich oberhalb der Mitte der jeweiligen Raffinationskammer befindet, wobei besagte Einrichtung aus einer an ihrer oberen Seite angetriebenen Welle wid einem Ώή 3er unteren §eite fest ahgeörä netzen besteht, während die obere Seite im oberen Abschnitt der Raffinatiortkammer angeordnet ist und sich die untere Seite im unteren Abschnitt der Raffinat ionskammer befindet»
Die Eintrittszone und die Äustrittszone sind in einer solchen Weise angeordnet, daß das schmelzflüssig© Metall
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vom Boden der Eintrittszone in den unteren Abschnitt der ersten Raffinationskammer der Reihe und vom oberen Abschnitt der letzten Raffinationskammer der Reihe in den oberen Teil der Austrittszone strömen kann·
Es erfolgt der Einsatz einer Trennwand, die mit einem Zwischenraum aus einer ersten und einer zweiten Trennwand besteht und derart angeordnet ist, daß die erste Trennwand sich an der Eintrittsseite des Behalters und die zweite Seite an der Austrittsseite des Behälters befindet sowie schmelzflüssiges Metall vom oberen Abschnitt der Raffinationskammer über den oberen Teil der ersten Trennwand in den Zwischenraum zwischen der ersten und zweiten Trennwand sowie unter der zweiten Trennwand in dem unteren Abschnitt der nächsten, hintereinander geschalteten Raffinationskammer strömen kann·
Die Eintrittszone besteht aus einer Eintrittskammer und einer Kammer zum Abziehen der Schlacke mit einer Trennwand, die die Eintrittskammer von der ersten Raffinationskammer trennt und so angeordnet ist, daß das schmelzflüssige Metall vom unteren Abschnitt der Eintrittskammer in den unteren Abschnitt der ersten Raffinationskammer strömen kann·
Die erste Raffinationskammer wird von einer Kammer zum Abziehen dar Schlacke durch eine Trennwand so abgeteilt, daß das schmelzflüssige Metall vom oberen Abschnitt der ersten Raffinationskammer in den oberen Teil der Kammer zum Abziehen der Schlacke und vom unteren Teil der Kammer zum Abziehen der Schlacke in den unteren Teil der ersten Raffinationskammer fließen kann«
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Die Austrittszone besteht aus einer Austrittskammer und einer Kammer zum Abziehen der Schlacke mit einer Trennwand, die die letzte Raffinationskammer von der Kammer zum Abziehen der Schlacke trennt und so angeordnet ist, daß das schmelzflüssige Metall vom oberen Abschnitt der letzten Raffinationskammer in den oberen Teil der Kammer zum Abziehen der Schlacke fließen kann.
Eine weitere Trennwand teilt die Kammer zum Abziehen der Schlacke von der Austrittskammer in der Art ab, daß das schmelzflüssige Metall vom unteren Abschnitt der Kammer in den unteren Teil der Austrittskammer fließen kann. Die erste der Trennwände zwischen den Rotationskammern ist so angeordnet, daß ihre Oberkante unmittelbar unterhalb des Ruhestandniveaus der Vorrichtung liegt. Gleichfalls befindet sich die Oberkante der Trennwand zivischen erster Rotationskammer und der Kammer zur Schlackeabtrennung unmittelbar unterhalb des Ruhestandniveaus der Vorrichtung.
Das kompakte System bildet eine Vorrichtung mit folgenden Kombinationsmerkmalen:
/ (a) Ein Behälter mit sechs Kammern: eine Eintrittskammer, einer ersten Kammer zum Abziehen der Schlacke, einer ersten Raffinationskammer, einer zweiten Raffinationskammer, einer Austrittskammer und einer zweiten Kammer zum Abziehen der Schlacke, worin die folgenden Trennwände angeordnet sind, die das Fließen des Metalls von einer Kammer zur anderen ermöglichen:
Trennwand zur Abtrennung der Eintrittskammer von der ersten Raffinationskammer,
Trennwand zur Abtrennung der ersten Raffinationskammer von der zweiten Raffinationskammer,
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von der zweiten Kammer zur Schlackeentfernung,
der Schlacke von der Austrittskammer und
von der ersten Kammer zum Abziehen der Schlacke, sowie
(b) eine rotierende Einrichtung zur Gasverteilung, z, B4, Rotationsgasverteiler, die sich über der Mitte der jeweiligen Raffinationskammer befindet, wobei besagte Einrichtung aus einer Welle mit einer Antriebsvorrichtung an ihrer oberen Seite und einem an der unteren Seite fest angeordneten Rotor besteht, wobei die obere Seite sich im oberen Abschnitt der Kammer und die untere Seite im unteren Abschnitt der Kammer befindet.
Die Verbesserung hinsichtlich der Anordnung der Trennwände besteht darin, daß die erste Trennwand in einer solchen Weise angeordnet ist, daß das schmelzflüssige Metall vom unteren Abschnitt der Eintrittskammer in den unteren Abschnitt der ersten Raffinationskammer strömen kann;
die zweite Trennwand besteht aus einer ersten und einer zweiten Trennwand, die sich zueinander in einem Abstand befinden und so angeordnet sind, daß das schmelzflüssige Metall vom oberen Abschnitt der ersten Raffinationskammer über den oberen Teil der ersten Trennwand in den Zwischenraum zwischen der ersten und zweiten Trennwand und unter die zweite Trennwand in den unteren Abschnitt der zweiten Raffinationekammer eintreten kann;
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die dritte Trennwand ist in einer solchen Weise angeordnet, daß das schmelzflüssige Metall vom oberen Abschnitt der zweiten Raffinationskammer in den oberen Abschnitt der zweiten Kammer zum Abziehen der Schlacke strömen kann;
die Trennwand zwischen Austrittskammer und Kammer zur Schlackeabtrennung ist derart angeordnet« daß das schmelzflüssige Metall vom unteren Abschnitt der zweiten Kammer zum Abziehen der Schlacke in den unteren Teil der Austritt skammer treten kannj und
die Trennwand zwischen erster Raffinationskammer und erster Kammer zur Schlackeabtrennung ist derart angeordnet, daß das schmelzflussige Metall vom oberen Abschnitt der ersten Raffinationskammer in den oberen Teil der ersten Kammer zum Abziehen der Schlacke und vom unteren Abschnitt der ersten Kammer zum Abziehen der Schlacke in den unteren Teil der ersten Raffinationskammer treten kann.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:
Fig. 1: eine schematische Darstellung eines Grundrisses einer Durchführung der vorliegenden Apparatur;
Fig. 2: eine schematische Darstellung einer Seitenansicht derselben Durchführung der betreffenden Apparatur entlang des Schnittes 2-2 von Fig. 1;
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Fig« 3: eine schematische Darstellung eines Querschnitts der Eintrittsseite derselben Durchführung in Perspektive;
der Austrittsseite derselben Durchführung, ebenfalls in Perspektive;
Fig« 5: eine schematische Darstellung einer Ansicht des in dem Beispiel verwendeten Rotors·
Der erste Schritt zur genannten Verbesserung bestand darin« daß ermittelt wurde, wodurch die Schmelzleistung der bekannten kompakten Apparatur begrenzt wurde· Es erwies sich, daß eine Beschränkung in einem zulässigen Druckabfall der Metallschmelze bestand, die durch das System strömt· Dieser "Druckabfall" besteht in der Differenz zwischen dem höheren Druck, mit dem das Metall in das System am Eintritt ankommt, und dem niedrigeren Druck, mit dem die Schmelze das System am Austritt verläßt· Bei einer Höchstleistung von 25 000 kg pro Stunde beträgt dieser Druckabfall etwa 25 bis 75/ mm Hg« Durch die Beschaffenheit der kompakten Apparatur wird es schwierig, wenn nicht unmöglich, bei irgendeinem größeren Druckabfall mit oder oberhalb der Höchstleistung zu fahren. Der verringerte Metallpegel an der Austrittsseite infolge des Druckabfalls führte zu höheren Strömungsgeschwindigkeiten, die die Möglichkeit einer Mischung der flotierenden Schlacke mit dem raffinierten Metallstrom erhöhen.Die höheren Austrittsgeschwindigkeiten infolge der höheren Geschwindigkeiten der Schmelze erhöhen darüber hinaus die Möglichkeit eines Mischens mit der Schlacke· Ebenfalls wird durch die höheren
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Geschwindigkeiten der Metallschmelze die Flüssigkeitsreibung hauptsächlich am Austrittsrohr erhöht, die wiederum einen zusätzlichen Druckabfall bewirkt. Darüber hinaus erfordern höhere Geschwindigkeiten der Metallschmelze entsprechend höhere Drehzahlen für den Gasverteiler und höhere Eintrittsgeschwindigkeiten für das hindurchtretende Gas, um den gleichen Grad der Schmelzleistung zu erzielen, wobei diese Drehzahl Und Gasgeschwindigkeiten wiederum den Druckabfall erhöhen. Ein Teil der Lösung dieses Problems schien daher darin zu bestehen, daß ein Weg zur Beschränkung des Drückabfalls gefunden wird und dabei alle sich daraus ergebenden negativen Einflußgrößen überwunden werden.
Die Schmelzleistung der bekannten kompakten Apparatur wird aber auch durch die Tatsache beschränkt, dal es zu einer erheblichen Rückmischung Von der Schmelze der zweiten Raffinationskammer in die erste Raffinationskammer kömmt. Der Anteil der Entfernung von Teilchenmaterial durch einen Rotätionsgasverteiler bei festgelegten Betriebsbedingungen, d. h« Drehzahl, Gasdurchsatz, Düse und Abmessungen der Kammer usw.* ist proportional der Konzentration aet vorliegenden Teilchen« Die Geschwindigkeit aut WäSserstöffentfernung ist Unter den gleichen Bedingungen proportional dem Quadrat des Wasserstoffgehalts. Unter diesen Umständen wird die Sehmelzleistung eines Systems von zwei öder mehreren Rotationsgasverteilern erhalten* wenn jeder Verteiler in einer separaten Raffinationskammer So angeordnet ist, daß der Flüssigkeitsstrom lediglieh in einer Richtung erfolgt« Wenn also das beabsichtigte strömungsschema von dar ersten Kammer zur zweiten Kammer verläuft, wie das hier der Pall ist* so darf es im wesentlichen keinerlei Rückfluß von der zweiten Kammer zur ersten Kammer geben· Dieses läßt
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sich als ein "Staffelungseffekt" bezeichnen, der vielen kontinuierlichen Anlagen bekannt ist·
In Fig· 1 und 2 ist ein Behälter in Form eines rechteckigen Prismas mit den vier Außenwänden 20 und einem Boden 21 und Innenwänden 22 und 23 sowie mit Trennwänden, die sechs getrennte Kammern schaffen, dargestellt, Typischerweise können die Außenwand 20 und der Boden 21 aus mehreren Lagen bestehen, beispielsweise von außen beginnend aus einer feuerfesten Isolation, einer Kammer mit Heizelementen, einer Gußeisenhaut und mit einer Grafitauskleidung desjenigen Behälterteils, der nicht an der Luft exponiert ist, während das übrige mit Siliziumcarbidplatten ausgekleidet ist· Dieser Schichtenaufbau ist allgemein üblich und wird in den Zeichnungen nicht dargestellt· Typische Raffinationsbehälter verfügen ebenfalls noch über eine Abdeckung 24, mit der ein geschlossenes System gewährleistet wird* Die Trennwände oder Trennbleche bestehen vorzugsweise aus Grafit oder Siliziumcarbid. Hinsichtlich der Strömung der Schmelze besteht die Eintrittszone aus einer Eintrittskammer 1, die eine Gießschnauze 30 und eine Trennwand 2 aufweist« Die Austrittszone besteht aus der Trennwand 12, der Kammer 13 zum Abziehen der Schlacke/ der Trennwand 14 und der Austrittskammer 15 mit Gießschnauze 31«
Die Strömung der Schmelze wird durch Pfeile angezeigt« Das schmelzflüssige Metall tritt in die Eintrittskammer 1 über die Gießschnauze 30 und strömt unter der Trennwand 2 in die Raffinationskammer 3, wobei die Trennwand 2 so konstruiert ist, daß die Schmelze keinen anderen Weg nehmen kann· In der Raffinationskammer 3 trifft das schmelzflüssige Metall auf einen Rotationsgasverteiler 4, und die Raffina-
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tion verläuft in der voranstehend beschriebenen Weise· Im oberen Teil der Schmelze sammelt sich die Schlacke an und wird auf der Oberfläche der Schmelze über die Trennwand 5 in die Kammer 6 zum Abziehen der Schmelze durch Flotation übergeführt« wo sie abgeschäumt wird und das verbleibende schmelzflüssige Metall unter der Trennwand 5 zurückströmt und der Raffinationskammer 3 zugeführt wird. Man kann feststellen« daß die Eintrittskammer 1 und die Kammer 6 zum Abziehen der Schlacke voneinander vollständig getrennt sind. Das schmelzflüssige Metall tritt über den oberen Rand einer Trennwand 7 in einen Zwischenraum 8 zwischen Trennwand 7 und einer Trennwand 9 und unter der Trennwand 9 in eine Raffinationskammer 10« wo es mit einem Rotationsgasverteiler 11 in Berührung kommt und weiter raffiniert wird.
Die Schmelze mit der auf ihr schwimmenden Schlacke gelangt von der Raffinationskammer 10 über die Trennwand 12 in den oberen Teil der Kammer 13 zum Abziehen der Schlacke· Die Schlacke wird abgeschäumt und entfernt« wonach die Schmelze unterhalb der Trennwand 14 in die Austrittskammer 15 gelangt« wo sie über die Gießschnauze 31 läuft und das System an einer nicht weit/er gezeigten, konventionellen Verwendungsstelle verläßt. Es muß erwähnt werden, daß die Austrittskammer 15 insofern nicht unmittelbar mit der Raffinationskammer 10 verbunden ist« was die Bewegung der Schmelze betrifft.
Die oberen Teile der Trennwände 5; 7 und 12 werden vorzugsweise so hoch wie möglich ausgeführt, so daß sie noch in der Lage sind, die Schlackeschicht abzuschäumen und die Wände der Raffinationskammern 3 und 10 rein zu halten· Der Flüssigkeitsstand wird normalerweise« wenn das System im
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Stillstand ist, d, h. keine Raffination erfolgt, bis auf eine Höhe bei oder oberhalb der Gießschnauze 30 der Eintrittskammer 1 oder der Gießschnauze 31 der Austrittskammer 15 gesenkt, je nachdem welche die niedrigere ist· Diese Höhe kann als der Stillstandspegel der Anlage betrachtet werden. Die Oberseiten der Trennwände 5; 7 und 12 befinden sich etwas oberhalb dieser Höhe, z. B. um etwa 3,7 cm, so daß sie die freie Schlackebewegung aus den Raffinationskammern 3; 10 in die Kammern 6; 13 zum Abziehen der Schlacke nicht beeinträchtigen. Der Abstand zwischen den unteren Teilen der Trennwände 5; 9 und 14 und dem Boden 21 des Behälters reicht gerade aus, um eine relativ unbehinderte Flüssigkeitsströmung zuzulassen» z. B. mit 15 cm bei einer typischen Konstruktion·
Der Abstand zwischen den Trennwänden 7 und 9, d, h. die Breite des Zwischenraums 8, beruht wiederum auf Erfahrungen, beträgt jedoch in der Regel etwa die Hälfte des Abstands vom Boden 21 des Behälters zum unteren Teil der Trennwand 9· Die Trennwand 9 verläuft in der Regel bis zum Oberteil des Behälters, wie auch die Trennwände 2 bzw. 14 und die gemeinsamen Innenwände 22 und 23. zwischen Eintrittekammer 1 und der Kammer 6 zum Abziehender Schlacke sowie der Austrittskammer 15 bzw. der Raffinationskammer 10.
Es wurde festgestellt, daß die vorliegende Apparatur nicht nur zur Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit der Schmelze durch das System um mindestens 100 % eingesetzt werden kann, sondern auch durch die erhöhte Drehzahl der Rotationsgasverteiler 4; 11 einen höheren Reinheitsgrad gewährleistet und das Gas in den üblichen und erhöhten Strömungsgeschwindigkeiten strömt« Darüber hinaus ist jede Kombina-
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tion von Strömungsgeschwindigkeit, Drehzahl und Gasströmung möglich« da der Druckabfall im wesentlichen eliminiert wurde, d, h, weniger als 25 mm Hg beträgt«
Wo die Apparatur aus drei oder mehreren Raffinationskammern aufgebaut wird, sind seitliche oder obere Zugänge zu den Raffinationskammern zwischen der ersten und letzten Raffinationskammer in der Reihe zum Abstich der Schlacke Und zur Reinigung vorgesehen. Die Zwischenkämmern weisen im wesentlichen die gleiche konstruktion auf wie die Kammern 3 und 10, mit der Ausnähme, daß eine Trennwandkombination, wie beispielsweise bei den Trennwänden 7 und 9, an den jeweiligen Seiten der ÄbWärtsströmung und Aufwärtsströmung der kämmern angeordnet ist. Damit befindet sich der Eintritt der Jeweiligen Raffination&ammer der Reihe in der Nähe des Bodens und der Austritt in der Nähe des Kopfes·
Die Voranstehend beschriebene und in der Zeichnung erläuterte Apparatur kann beispielsweise in den folgenden Abmessungen ausgeführt sein:
Ein Rotor (Fig· 5) besitzt einen Durchmesser Von 19 Cm und eine Dicke Von 61,1 cm, wobei der Umfang zur Bildung Von 8 Rotörplatten 35 gekerbt ist, Von denen jede 2,S cm breit und 3»5 eft läfig ist*
Die Unterkante des ftotöifs liegt 42»§ im übet der Unterkäftte döf Raffinätiöhskämmef»
£s Mnd £wei Räffinätiönskämmefn Si 3.0 ausgeführt, Von denen jede eine Breite Von 58,4 cm und eine Länge Von §.@» aufweist·
2 'S Λ ό U
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Die Flüssigkeitshöhe in der jeweiligen Raffinationskammer 3; 10 beträgt bei der Raffination 73,6 cm.
Die Eintrittskammer 1 ist 10 cm breit und 28 cm lang.
Die öffnung unterhalb der Trennwände 2; 9 und 14 beträgt 15,2 cm.
Der Abstand zwischen den Trennwänden 7 und 9 beträgt 7,6 cm.
Die Apparatur wurde als Wassermodell unter den folgenden Bedingungen betrieben:
Die Durchsatzmenge ist das Wasservolumen, das einer Durchsatzmenge einer Aluminiumschmelze von 54 000 kg pro Stunde äquivalent ist.
Die Rotordrehzahl beträgt 550 U/Min.
Die Gasströmung (Stickstoff) zu jedem Rotor wird mit 0,17 m pro Minute Argon oder Stickstoff simuliert (die tatsächliche Strömung beträgt dae Dreifache, um die Ausdehnung von 3 : 1 des auf die Temperatur der Aluminiumschmelze erhitzten Prozeßgases zu kompensieren), und
das in die Apparatur eintretende Wasser enthält gelösten Sauerstoff in einer Menge von etwa 6 bis 8 χ 10** Volumenprozent. Die durchtreibende Wirkung des Rotationsgasverteilers entfernt einen Teil des gelösten Sauerstoffs, womit die Wirkung der Metallschmelze der zu entferntenden nichtmetallischen Verunreinigungen des Wässerstoffs simuliert
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wird. Der Sauerstoffgehalt der Eintritts- und Austrittsströmungen wird gemessen.
Folgende Ergebnisse wurden erzielt:
Der Flüssigkeitsstand in der Austrittskammer 15 ist etwa der gleiche wie in der Eintrittskammer 1. Die relativen Pegel können durch Variation der Drehzahl des Rotors und der Gasgeschwindigkeit geändert werden. Eine Erhöhung der Gasströmung bewirkt in diesem Beispiel eine Erhöhung des Flüssigkeitsstands in der Austrittekammer 15 relativ zum Pegel in der Eintrittskammer 1. Eine Erhöhung der Drehzahl hat den entgegengesetzten Effekt. In der Praxis ist es verhältnismäßig leicht, die Drehzahlen und Gasströmungsgeschwindigkeiten so einzustellen, daß ein Pegel am Austritt etwas höher oder niedriger erhalten wird als am Eintritt.
Der simulierte Grad der Raffination (gemessen an Hand der Sauerstoffentfernung aus dem Wasser) ist der gleiche wie in einem kompakten 2-Düsensystem# wenn es bei seiner maximalen Schmelzleistung mit einer Wasserdurchsatzrate entsprechend einer Strömungsgeschwindigkeit von flüssigem Aluminium von 27 220 kg pro Stunde betrieben wird.
Claims (6)
1. Vorrichtung zur Raffination von schmelzflüssigem Metall,-gekennzeichnet dadurch, daß folgende Merkmale kombiniert sind:
(a) ein Behälter mit einer Eintrittszone und einer Austrittszone, mindestens zwei Raffinationskammern(3; 10), die dazwischen in Reihe geschaltet sind und durch Trennwände (7; 9) voneinander getrennt sind, die derart angeordnet sind, daß die in Reihe geschaltete erste Raffinationskammer (3) sich neben der Eintrittszone befindet und mit dieser verbunden ist und die letzte in Reihe geschaltete Raffinationskammer (10) sich neben der Austrittszone befindet und mit dieser verbunden ist, sowie eine Vorrichtung zum Abziehen der Schlacke und
(b) eine rotierende Gasverteilungseinrichtung, die sich über der Mitte einer jeweiligen Raffinationskammer (3; 10) befindet, wobei die Einrichtung, wie z. B. ein Rotationsgasverteiler (4 oder 11), aus einer an der oberen Seite angetriebenen Welle mit einem an der unteren Seite fest angeordneten Rotor besteht und die obere Seite im oberen Abschnitt der Raffχ« nationekammer (3 oder 10) und die untere Seite im unteren Abschnitt der Raffinationskammer (3 oder 10) angeordnet ist;
wobei nach tier Eintrittsiörie üwd vor 'der AustriVtiszone das schmelzflU3«itje Metall voft 'Böden ^er Eintritt szohe zürn unteren Abschnitt der ersten in Reihe geschalteteh Raffihätiönskammer ((-3J) >uWd vom oberen
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Abschnitt der letzten in Reihe geschalteten Raffinationskammer (10) zum oberen Teil der Austrittszone leitende Trennwände (2; 12) angeordnet sind und zwischen der Eintrittsseite und der Austrittsseite eine erste das schmelzflüssige Metall vom oberen Abschnitt der Raffinationskammer (3) in einen Zwischenraum (8) leitende Trennwand (7) und nach dem Zwischenraum (8) eine die Metallschmelze in den unteren Abschnitt der nächsten in Reihe geschalteten Raffinationskammer (10) leitende Trennwand (9) vorgesehen ist«
2. Vorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Eintrittszone aus einer Eintrittskammer (1) und einer Kammer (6) zum Abziehen der Schlacke mit einer die !intfittskammer (1) von der ersten Raffinationskarnmer (3) trennenden und das schmelzflüssige Metall Vom unteren Abschnitt der Eintrittskammer (1) in den Unteren Abschnitt der ersten Raffinationskammer (3) leitenden Trennwand (2) sowie aus einer die erste Raffinätionskammer (3) von einer Kammer (6) zum Abziehen der Schlacke trennenden und das schmelzflüssige Metall vom oberen Abschnitt der ersten Raffinationskammer (3) in den oberen Teil der Kammer (6) zum Abziehen der Schlacke und vom unteren Teil der Kammer (6) zum Abziehen der Schlacke in den unteren Teil der ersten Raffinationskamraer (3) leitenden Trennwand (5) besteht,
3, Vorrichtung nach Punkt I1 gekennzeichnet dadurch, daß die Austrittszone aus einer Austrittskammer (15) und einer Kammer (13) zum Abziehen der Schlacke mit einer
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die letzte Raffinationskammer (10) von der Kammer (13) zum Abziehen der Schlacke trennenden und das schmelzflüssige Metall vom oberen Abschnitt der letzten Raffinationskammer (10) in den oberen Teil der Kammer (6) zum Abziehen der Schlacke leitenden Trennwand (12) sowie einer die Kammer (13) zum Abziehen der Schlacke von der Austrittskammer (15) trennenden und das schmelzflüssige Metall vom unteren Abschnitt der Kammer (13) zum Abziehen der Schlacke in den unteren Teil der Austrittskammer (15) leitenden Trennwand (14) besteht,
4. Vorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der obere Teil der Trennwand (7) unmittelbar unterhalb des Ruhestandniveaus der Vorrichtung liegt*
5. Vorrichtung zur Raffination von schmelzflüssigem Metall nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Behälter sechs Kammern besitzt, die Eintrittskammer (1), die erste Kammer (6) zum Abziehen der Schlacke, die erste Raffinationskammer (3), die zweite Raffinationskammer (10), die Austrittskammer (15) und die zweite Kammer (13) zum Abziehen der Schlacke, worin die folgenden, ein Strömen des Metalls von einer Kammer zur anderen ermöglichenden Trennwände angeordnet sind:
zur Trennung der Eintrittskammer (1) von der ersten Raffinationskammer (3) und das schmelzflüssige Metall vom unteren Teil der Eintrittskammer (1) in den unteren Teil der ersten Raffinationskammer (3) leitende Trennwand (2);
Trennwände (7; 9) zur Trennung der ersten Raffinationskammer (3) von der zweiten Raffinationskammer (10), wobei die das schmelzflüssige Metall vom oberen Abschnitt
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der Raffinationskammer (3) über einen Zwischenraum (8) in den unteren Abschnitt der nächsten Raffinationskammer (10) leitenden Trennwände (7; 9) in einem Abstand voneinander angeordnet sind;
zur Trennung der zweiten Raffinationskammer (10) von der zweiten Kammer (13) zur Entfernung der Schlacke und das schmelzflüssige Metall vom oberen Teil der Raffinationskammer (10) zum oberen Teil der Kammer (13) leitende Trennwand (12);
zur Trennung der zweiten Kammer (13) zum Abziehen der Schlacke von der Austrittskammer (15) und das schmelzflüssige Metall vom unteren Teil der Kammer (13) zum unteren Teil der Austrittskammer (15) leitende Trennwand (14);
zur Trennung der ersten Raffinationskammer (3) von der ersten Kammer (6) zum Abziehen der Schlacke und das schmelzflüssige Metall vom oberen Teil der Raffinationskammer (3) in den oberen Teil der Kammer (6) und von deren unteren Teil in den unteren Teil der Raffinationskammer (3) leitende Trennwand (5) sowie eine rotierende Gasverteilungseinrichtung, die sich über der Mitte der jeweiligen Raffinationskammer (3; 10) befindet, wobei die Einrichtung, z. B# die Rotationsgasverteiler (4; 11), aus einer an ihrer oberen Seite angetriebenen Welle besteht, auf deren unteren Seite ein Rotor fest angebracht ist und die obere Seite sich im oberen Abschnitt der Kammer und die untere Seite sich im unteren Abschnitt der Kammer befindet»
11.9.1981-AP C 2E i/230 7B7/S §6 » i§ %
6· Vorrichtung nach Punkt 5,· gököhhiiichHet die Trennwand (5) so angeordnet ist, daß ihre OberkäHte sich unmittelbar unterhalb des Ruhestandniveaus der Vorrichtung befindet·
l-iierüü 2 Seiten iieicnnühgeH
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