DE2138751B2 - Vorrichtung zur behandlung eines fluessigen metalls, insbesondere von aluminium - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Behandlung eines flüssigen Metalls, insbesondere von Aluminium.

Es ist bekannt, die Behandlung von Metallen wie insbesondere Aluminium, welches im allgemeinen durch die Schmelzflußelektrolyse erhalten wird, vorzunehmen, um die Verunreinigungen sowie die eingeschlossenen Gase zu entfernen, indem man im Bad flüssigen Metalls ein Gas. wie Stickstoff oder Chlor, durchperlen läßt. Aus einem solchen Rührvorgang resuliert das Mitreißen der Verunreinigungen sowie der Gase gegen die Badoberfläche, auf der die Verunreinigungen eine Schlacke bilden, während die Gase in die umgebende Atmosphäre entweichen.

Das benutzte Behandlungsgas wird über poröse Stopfen eingeführt, die im allgemeinen im Boden des Ofens oder der das Aluminiumbad umschließenden Pfanne angeordnet sind.

Diese bekannten Vorrichtungen weisen jedoch eine Anzahl von Nachteilen auf:

Insbesondere erfolgt das auf diese Weise vorgenommene Durchrühren nicht in ausreichend homogener Weise, was eine unvollständige Eliminierunü der Verunreinigungen und der Gase des Metalls mit sich bringt.

Im übrigen ist es praktisch bei solchen Vorrichtungen unmöglich, mit Genauigkeit die Gasmenge als Funktion der Metallmenge zu dosieren, was Sekundärreaktionen mit sich bringen kann, die für die Qualität des auf diese Weise behandelten Metalls nachteilig sein können.

Darüber hinaus ist es notwendig, zusätzlich zum Schmelzofen einen Halteofen oder eine Pfanne zu verwenden, was in beachtlicher Weise die Gesamtkosten der Installation anwachsen läßt.

Erfindungsgemäß sollen diese Nachteile nun behoben werden: Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung, die es ermöglichen soll, direkt bei Austritt aus dem Schmelzofen eine wirksame Behandlung eines Metalls, wie des Aluminiums, vorzunehmen und so ein Metall mit einem besonders hohen Reinheitsgrad zu erhalten, wobei die Vorrichtung in Konzeption und Aufbau besonders einfach sein soll und dabei eine erhöhte Produktionsfolge gewährleisten soll.

Die Vorrichtung zur Behandlung eines Metalls und insbesondere des Aluminiums durch ein Gas mit einem das flüssige verunreinigte Metall führenden Eintrittskanal, einem Austrittskanal, der das flüssige behandelte Metall in einen Tiegel leitet, wobei die Kanäle mit einem ihrer Enden an die Leitung einer elektromagnetischen Pumpe über Verbindungen angeschlossen sind, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung einerseits aus einem feuerfesten Material mit einer vorbestimmten Porosität hergestellt ist, und andererseits im Inneren eines metallischen, im wesentlichen koaxialen Rohres angeordnet ist und Dichtungseinrichtungen aufweist, die mit einer Behänd-

lungsgasquelle unter Druck verbunden sind, derart, v.<aß das in die Leitung eintretende Gas innig zusammen mit dem flüssigen verunreinigten Metall durch die Ströme durchgerührt wird, welche durch die Spulen oder Wicklungen dieser elektromagnetischen Pumpe induziert werden.

Eine solche Vorrichtung weist eine Anzah' von Vorteilen auf:

Einer dieser Vorteile resultiert aus der Tatsache, daß die Verwendung einer elektromagnetischen ία Pumpe als Mittel zum Transport des flüssigen Metalls es ermöglicht, ein energisches und homogenes Durchrühren durch die durch die Spulen dieser Pumpe induzierten Ströme sicherzustellen. Hieraus folgt, daß die Verunreinigungen und die Gase völlig entfernt werden, wodurch ein Metall mit besonders hohem Reinheitsgrad erhalten wird.

Ein anderer Vorteil besieht darin, daß mit einer solchen Vorrichtung genau die jeweiligen Mengen oder Durchsätze an Metall und BehandUmgsgas dosiert werden können, was eine Optimierung der behandlung ermöglicht.

Ein anderer Vorteil ergibt sich daraus, daß die Behandlung des Metalls direkt am Austritt aus dem Schmelzofen erfolgen kann, wodurch man auf den Halteofen oder die Pfanne verzichten kann und es wird folglich bei vorhandenen Installationen möglich, in beachtlicher Weise die Produktion zu steiuern.

Ein weiterer Vorteil leitet sich aus der Tatsache her. daß eine solche Vorrichtung auf einem beweglichen Gestell gelagert sein kann und auf diese Weise ein ortsunabhängiges Organ bildet, welches je nach den Bedürfnissen von einem zum anderen Ofen verschoben werden kann.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, die in bcispielsweisen Ausführungsformen der Erfindung dargestellt sind. Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung zur Behandlung von Aluminium nach der Erfindung, in Anwendung auf einen Kippofen.

F i g. 2 zeigt in der Ansicht eine zweite Ausführungsform einer Vorrichtung zur Behandlung des Aluminiums nach der Erfindung in Anwendung auf einen feststehenden Ofen.

Wie in F i g. 1 dargestellt, umfaßt nach einer ersten Ausführungsform die Vorrichtung zur Behandlung eines Metalls, insbesondere des Aluminiums, im wesentlichen einen F.intrittskanal 1, der das flüssige verunreinigte Metall 2 aufnimmt, welches in einem Kippofen 3 erschmolzen wurde, und zwar unter Zwischenschaltung eines Gefäßes 4. Dieser Kanal 1 ist mit einem der Enden einer Leitung 5 einer elektromagnetischen Pumpe 6 verbunden, die aus einem keramischen feuerfesten Material hergestellt ist und eine bestimmte Porosität aufweist, wie beispielsweise Aluminiumoxyd (Tonerde) oder Zirkonoxyd. Eine solche Verbindune wird hergestellt durch eine mit 7 insgesamt bezeichnete Dichtung.

Das andere Ende der Leitung 5 ist über eine Dichtungsverbindung? analog der oben genannten Dichtung mit dem Austrittskanal 8 verbunden, der in einen Tiegel 9 mündet, der das behandelte flüssige Metall 10 aufnimmt, wobei ein solcher Tiegel eine Trennwand 11 aufweist, die verhindert, daß die aus der Behandlung herrührenden Schlacken 12 in die Auslaufrinne 13 gelangen.

Man sieht auch aus der Figur, daß die Leitung 5 im Inneren eines im wesentlichen koaxialen metallischen Rohres 14 angeordnet ist, welches mit einer (nicht dargestellten)" Gasbehandluugsquelle mittels der Zuleitung 15 verbunden ist, wobei die Abdichtung durch metallische Balgen 16 hergestellt ist. die an den Enden des Rohres 14 einerseits und an den Verbindungen 7 andererseits befestigt sind.

Im übrigen ist darauf hinzuweisen, daß die Zentrierung der Leitung 5 sowie des Rohres 14 in der Achse "des magnetischen Feldes der Pumpe 6 durch Lager 17 bewirkt wird, die an Flanschen 18 befestigt sind, welche auf die Leitungen 1 bzw. 8 aufgezogen sind, wobei die Funktion durch Zwischenstücke 19 sichergestellt ist.

Die' Arbeitsweise dieser Vorrichtung ergibt sich durch eine Betrachtung der Fig. 1.

Das verunreinigte aus Jcm Ofen kommende Metal! 2 wird kontinuierlich durch die elektromagnetische Puüipe 6 geführt. Während des Durchgangs dieses Metalls in der Leitung 5 der Pumpe 6 diffundiert das Behandlungsgas, wie Stickstoff oder Chlor, unter Druck durch dieXv'andung dieser Leitung 5 und wird innig und energisch mit dem Metall unter dem Einfluß" der Ströme durchgeführt, welche durch die Wicklungen oder Spulen der Pumpe induziert werden. Das Metall wird also wirksam gereinigt und die hieraus resultierenden Schlacken 12 sammeln sich an der Oberflache des Tiegels 9, während die eingeschlossenen Gase in die umgebende Atmosphäre entweichen.

Nach F i g. 1 ist die Ausführungsform nach der Erfindung vertikal angeordnet: es ist jedoch selbstverständlich, daß diese auch eine beliebige andere Lage einnehmen kann.

I-1 g. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform einer Vorrichtung zur Behandlung von Aluminium.

Bei dieser Ausführungsform arbeitet man mit einem feststehenden Ofen 21 mit einer Leitung 22. die mittels Flanschen 23 an die Eintrittsleitung 1 angeschlossen ist. Im übrigen ist dem Austrittskanal 8 ein Luftejektor 24 über eine Leitung 25 zugeordnet. Die Arbeitsweise einer solchen Vorrichtung ist analog der mit Bezug auf Fig. 1 beschriebenen; der einzige Unterschied liegt in der Tatsache, daß die elektromagnetische Pumpe 6 mittels des Ejektors 24 zum Ansaugen gebracht wird.

Eine solche Vorrichtung weist den Vorteil auf. daß sie absolut dicht ist; das Metall befindet sich während seiner Behandlung unter Luftabschluß, was in gewissen Fällen zu beachtlichen Vorteilen führen kann.

Die Vorrichtung nach der Erfindung läßt sich in allen den Fällen verwenden, wo die Behandlung eines flüssigen Metalls mit erhöhtem Wirkungsgrad b?w. erhöhter Leistung sowie einer erhöhten Produktionsfolge durchgeführt werden soll.

Die beschriebene Behandlungsvorrichtung ist unverändert benutzbar bei Verwendung einer elektromagnetischen Induktionspumpe, wie einer elektromagnetischen Leitungspumpe.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Behandlung eines Metalls, insbesondere des Aluminiums, mittels eines Gases. bestehend aus einem Eintrittskanal, der das flüssige unreine Metall führt, einem Austrittskanal, der das flüssige behandelte Metall in einen Tiegel einleitet, wobei die Kanäle mit einem ihrer Enden an die Leitung einer elektromagnetischen ia Pumpe über Verbindungen angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (S) aus einem feuerfesten Material mit einer bestimmten Porosität hergestellt ist und im Inneren eines metallischen, im wesentlichen koaxialen Rohres (14) mit Dichtungseinrichtungen (16) angeordnet ist. wobei letztere mit einer Behandlungsdruckgasquelle derart verbunden sind, daß das in die Leitung (5) eintretende Gas zusammen mit dem verunreinigten flüssigen Metall (2) durch lic Strome kräftig durchgerührt wird, die durch die Spulen oder Wicklungen der elektromagnetischen Pumpe (6) induziert werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetische Pumpe -$ (6) von der Induktionsbauart ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetische Pumpe (6) von der Leitungs- oder Konduktionsbauart ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Eintrittskanal (1) an seinem freien Ende ein Gefäß (4) umfaßt, welches das flüssige Metall (2) aus einem Kippofen (3) aufnimmt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Eintrittskanal (1) mit seinem freien Ende mit einem feststehenden Schmelzofen (21) für das Metall verbunden ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Austrittskanal (8) ein Organ umfaßt, welches die elektromagnetische Pumpe (6) zum Ansaugen bringt und durch einen Luftejektor (24) gebildet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungseinrichtungen (16) des metallischen Rohres (14) durch metallische Balgen gebildet sind, wobei jeder von ihnen mit einem der Enden dieses metallischen Rohres (14) einerseits und mit einer der Verbindungen (7) andererseits angeschlossen ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (5) sowie das metallische Rohr (14) in der Achse des durch die elektromagnetische Pumpe (6) erzeugten Feldes durch Lager (17) zentriert sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch S, dadurch gekennzeichnet, daß die Lager (17) an Flanschen (18) befestigt sind, die auf die Eintritts- und Austrittskanäle oder -leitungen (8) aufgezogen bzw. aufgekeilt sind.

10. Verfahren zum Behandeln eines schmelzflüssigen Metalls, insbesondere von Aluminium, durch ein Gas in einer elektromagnetischen Pumpe, dadurch gekennzeichnet, daß in das in einer porösen feuerfesten Leitung durch die elektrische Pumpe geführte verunreinigte Metall über diese poröse Leitung das Behandlungsgas unter Druck eingeblasen wird und daß zum innigen und heftigen Durchrühren von verunreinigtem Metall und Behandlungsgas zusammen elektromagnetische Ströme induziert werden.