DE2138751C3

DE2138751C3 - Vorrichtung zur Behandlung eines flüssigen Metalls, insbesondere von Aluminium

Info

Publication number: DE2138751C3
Application number: DE2138751A
Authority: DE
Inventors: Henri Antony Carbonnel (Frankreich)
Original assignee: GROUPEMENT ATOMIQUE ALSACIENNE ATLANTIQUE LE-PLESSIS-ROBINSON SEINE (FRANKREICH)
Current assignee: GROUPEMENT ATOMIQUE ALSACIENNE ATLANTIQUE LE-PLESSIS-ROBINSON SEINE (FRANKREICH)
Priority date: 1970-08-04
Filing date: 1971-08-03
Publication date: 1974-03-07
Also published as: FR2101000B1; CA963254A; DE2138751B2; DE2138751A1; US3715112A; NO128447B; JPS5116884B1; GB1334893A; AU3168771A; FR2101000A1; CH534212A

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 eingesch'ossenen Gase zu entfernen, indem man im Bad flüssigen Metalls ein Gas, wie Stickstoff oder Chlor, durchperlen läßt. Aus einem solchen Rührvorgang resulicrt 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 Eliminierung der Verunreinigungen und der Gase des Metal!·· 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 Produktionsfo'.ge 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, Metall 10 aufnimmt, wobei ein solcher Tiegel eine daß das in die Leitung eintretende Gas innig zusam- Trennwand 11 aufweist, die verhindert, daß die aus men mit dem flüssigen verunreinigten Metall durch der Behandlung herrührenden Schlacken 12 in die die Ströme durchgerührt wird, welche durch die Spu- Auslauf rinne 13 gelangen.

len oder Wicklungen dieser elektromagnetischen 5 Man sieht auch aus der Figur, daß die Leitung 5 Pumpe induziert werden. im Inneren eines im wesentlichen koaxialen metalli-

Eine solche Vorrichtung weist eine Anzahl von sehen Rohres 14 angeordnet ist, welches mit einer Vorteilen auf: (nicht dargestellten)^ Gasbehandlungsquelle mitteis

Einer dieser Vorteile resultiert aus der Tatsache, der Zuleitung 15 verbunden ist, wobei die Abdichdaß die Verwendung einer elektromagnetischen 10 tung durch metallische Balgen 16 hergestellt ist, die Pumpe als Mittel zum Transport des flüssigen Me- an den Enden des Rohres 14 einerseits und an den tails es ermöglicht, ein energisches und homogenes Verbindungen 7 andererseits befestigt sind.
Durchrühren durch die durch die Spulen dieser Im übrigen ist darauf hinzuweisen, daß die Zen-

Pumpe induzierten Ströme sicherzustellen. Hieraus trier.mg der Leitung 5 sowie des Rohres 14 in der folgt, daß die Verunreinigui.gen und die Gase völlig 15 Achse des magnetischen Feldes der Pumpe 6 durch entfernt werden, wodurch ein Metali mit besonders Lager 17 bewirkt wird, die an Flanschen 18 befestigt hohem Reinheitsgrad erhalten wird. sind, welche auf die Leitungen 1 bzw. 8 aufgezogen

Ein anderer Vorteil besteht darin, daß mit einer sind, wobei die Funktion durch Zwischenstücke 19 solchen Vorrichtung genau die jeweiligen Mengen sichergestellt ist.

oder Durchsätze an Metall und Behandlungsgas do- 20 Die Arbeitsweise dieser Vorrichtung ergibt sich siert werden können, was eine Optimierung der be- durch eine Betrachtung der F i g. 1.
handlung ermöglicht. Das verunreinigte aus dem Ofen kommende Me-

Ein anderer Vorteil ergibt sich daraus, daß die tall 2 wird kontinuierlich durch die elektromagneti-Behand'ung des Metalls direkt am Austritt aus dem sehe Pumpe 6 geführt. Während des Durchgangs die-Schmcl7ofen erfolgen kann, wodurch man auf den 35 ses Metalls in der Leitung 5 der Pumpe 6 diffundiert Halteofen oder die Pfanne verzieh? :n kann und es das Behandlungsgas, wie Stickstoff oder Chlor, unter wird folglich bei vorhandenen Installationen mög- Druck durch die Wandung dieser Leitung 5 und wird lieh, in beachtlicher Weise die Produktion zu stei- innig und energisch mit dem Metall unter dem Eingern. fluß der Ströme durchgeführt, weiche durch die

Ein weiterer Vorteil leitet sich aus der Tatsache 30 Wicklungen oder Spulen der Pumpe induziert werher, daß eine solche Vorrichtung auf einem bewegli- den. Das Metall wird also wirksam gereinigt und die eher. Gestell gelagert sein kann und auf diese Weise hieraus resultierenden Schlacken 12 sammeln sich an ein ortsunabhängiges Organ bildet, welches je nach der Oberfläche des Tiegels 9, während die einge-' den Bedürfnissen von einem zum anderen Ofen ver- sch'ossenen Gase in die umgebende Atmosphäre entschoben werden kann. 35 weichen.

Weitere Merkmaie und Vorteile der Erfindung er- Nach Fig. 1 ist die Ausführungsform nach der Ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, die in findung vertikal angeordnet; es ist jedoch selbstverbeispielsweisen Ausführungsformen der Erfindung ständlich, daü diese auch eine beliebige andere Lage dargestellt sind. E*. zeigt einnehmen kann.

F i g. I einen Schnitt durch eine erste Ausfüh- 40 F i g. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform einer rungsform einer Vorrichtung zvir Behandlung von Vorrichtung zur Behandlung von Aluminium.
Aluminium nach der Erfindung, in Anwendung auf Bei dieser Ausführungsform arbeitet man mit

einen Kippofen, einem feststehenden Ofen 21 mit einer Leitung 22,

F i g. 2 zeigt in der Ansicht eine zweite Ausfüh- die mitteis Flanschen 23 an die Eintrittsleitung 1 anrungsform einer Vorrichtung zur Behandlung des 45 geschlossen ist. Im übrigen ist dem Austrittskanal 8 Aluminiums nach der Erfindung in Anwendung auf ein Luftejektor 24 über eine Leitung 25 zugeordnet, einen feststehenden Ofen. Die Arbeitsweise einer solchen Vorrichtung ist ana-

Wie in F i g. 1 dargestellt, umfaßt nach einer ersten log der mit Bezug auf F i g. 1 beschriebenen; der ein-Ausführungsform die Vorrichtung zur Behandlung zige Unterschied liegt in der Tatsache, daß die elekeines Metalls, insbesondere des Aluminiums, im we- 50 tromagnetische Pumpe 6 mittels des Ejektors 24 zum senüichen einen Eintrittskanal 1, der das flüssige ver- Ansaugen gebracht wird.

unreinigte Metall 2 aufnimmt, welches in einem Kipp- Eine solche Vorrichtung weist den Vorteil auf, daß

ofen 3 erschmolzen wurde, und zwar unter Zwi- sie absolut dicht ist; das Metall befindet sich wähschenschaltung eines Gefäßes 4. Dieser Kanal 1 ist rend seiner Behandlung unter Luftabschluß, was in mit einem der Enden einer Leitung 5 einer elektro- 55 gewissen Fällen zu beachtlichen Vorteilen führen magnetischen Pumpe 6 verbunden, die aus einem ke- kann.

ramischen feuerfesten Material hergestellt ist und Die Vorrichtung nach der Erfindung läßt sich in

eine bestimmte Porosität aufweist, wie beispielsweise allen den Fällen verwenden, wo die Behandlung Aluminiumoxyd (Tonerde) oder Zirkonoxyd. Eine eines flüssigen Metalls mit erhöhtem Wirkungsgrad solche Verbindung wird hergestellt durch eine mit 7 So bzw. erhöhter Leistung sowie einer erhöhten Produkinsgesamt bezeichnete Dichtung. tionsfolge durchgeführt werden soll.

Das andere Ende der Leitung 5 ist über eine Dich- , Die beschriebene Behandlungsvorrichtung ist untungsverbindung 7 analog der oben genannten Dich- verändert benutzbar bei Verwendung einer elektrotung mit dem Austrittskanal 8 verbunden, der in magnetischen Induktionspumpe, wie einer elektroeinen Tiegel 9 mündet, der das behandelte flüssige 65 magnetischen Leitungspumpe.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

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 Pumpe über Verbindungen angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (5) 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 Meiall (2) durch die Ströme 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 Kondukttonsbauart 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 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Eintrittskanal (I) 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 ft, 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 8, 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 schmelzflüssigcn 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.