183077. lajstromszámú szabadalom • Berendezés fémolvadékok finomítására
1 183 077 2 A finomított fém a 9 elvezetőcsövön át távozik. A 9 elvezetőcső a 10 terelőlap mögött van elhelyezve és a 11 kilépő zónába nyílik. A 11 kilépő zónát 12 grafitlemez és 13 szilíciumkarbid lemez választja el a berendezés 8 munkaterétől. Innen a finomított fém a 14 kilépőnyíláson át kerül ki a berendezésből és jut például valamilyen öntőüstbe. A berendezés fenékrésze 6 grafitlemezzel van bevonva. A fémfürdő felszínén úszó salakot a 15 terelőlap tartja vissza. így a 15 terelőlap salaklehűzóként is működik és így a fémolvadék felszínén a 7 belépőnyílás mellett összegyűlő salak könnyen eltávolítható. A felhasznált öblítőgáz a berendezésből az ábrán nem látható csúszóajtó mellett hagyja el a berendezést. A berendezésnek az olvadék feletti terébe inert gázt, például argont vezetünk a kupola védelmére. All kilépő zónában azonban az atmoszférát már nem szabályozzuk, ezért a 12 grafitlemezt csak az olvadék szintje alatt használjuk. A berendezés 16 csapolónyílással is el van látva, hogy új ötvözet finomítása esetén az olvadékot teljes mértékben el lehessen távolítani. A 16 csapolónyílás lehet a berendezésnek mind a belépő, mind a kilépő oldalán elhelyezve. A berendezést a bemutatott megoldásnál hat krómnikkel 17 fűtőelem melegíti a kívánt hőmérékletre. Az ellenállás fűtést alkotó 17 fűtőelemeket 18 grafittömbökben ágyazzuk oly módon, hogy mindegyik 18 grafittömbben három 17 fűtőelem van elhelyezve. A 18 grafittömbök így egyrészt szigetelő bélésként, másrészt a fűtőelemek ágyazásaként működnek. Rögzítésük 19 acél kapcsokkal történik, valamint a 12 grafitlemez, illetve a 13 szilíciumkarbid lemez falába munkált rések segítségével. Valamennyi 18 grafittömb szabadon elmozdulhat a hőtágulás következtében fölfelé és a belépőoldal felé. Az 5 fedél és a berendezés alsó része között 20 tömítés van elhelyezve. A hőszigetelést 21 szigetelőréteg biztosítja. Szigetelőanyagként jól alkalmazható alumíniumfóliával bevont szálas alumíniumszilikát szigetelő. A berendezésbe az ábrán nem feltüntetett termoelem nyúlik be a szokásos védőcsőben elhelyezve. Valamennyi 17 fűtőelem elcsúsztathatóan van az 5 fedélhez csatlakoztatva, így ezek is elmozdulhatnak, ha a 18 grafittömbök a hőtágulás következtében elmozdulnak. Magukban a 18 grafittömbökben a 17 fűtőelemek furatokban vannak elhelyezve. A 17 fűtőelemek és a 18 grafittömb közötti érintkezést a 24 távtartó és a 25 hőcsapda akadályozza meg. A 18 grafittömbök hőtágulás következtében történő elmozdulását a megfelelő illesztések teszik lehetővé. Amikor a berendezés üzemi hőmérsékletre melegedett és a 18 grafittömb kitágult, a 17 fűtőelemeket rögzítjük. Amikor a berendezést valamilyen okból lehűtjük, a 17 fűtőelemeknek az 5 fedélen történő rögzítését biztosító elemeket kioldjuk, így azok a 18 grafittömbökkel együtt mozoghatnak a lehűlés során. Általában célszerű, ha a találmány szerinti berendezésben alkalmazott különböző lemezek és tömbök grafitból készülnek. Ahol a grafit az olvadék szintje fölé nyúlik, ott célszerű bevonattal, például keramikus mázzal ellátni, vagy egyéb módon gondoskodni az oxidációval szemben történő védelméről, jóllehet a tömítőelemek és a védőgáz az oxidációt jelentős mértékben megakadályozzák. Kialakítható a berendezés oly módon is, hogy a fémolvadék szintje fölé nyúló részek grafit helyett szilíciumkarbidból készülnek. Természetesen a berendezés el van látva hőszabályozó egységgel, transzformátorral és egyéb hagyományos kiegészítő berendezéssel, amelyek a forgó gázelosztó szerkezet és a fűtés működtetéséhez szükségesek. A berendezés tömítettségét biztosító ajtószigetelések, csőburkolások és hasonló felszerelések teljesen a hagyományos módon vannak kialakítva, így ezekkel nem foglalkozunk. Megjegyezzük, hogy — bár a rajzokon csak egyetlen forgó gázelosztó szerkezetet mutattunk be — a berendezés kialakítható két vagy több ilyen szerkezettel is, a konstrukció nagyságától függően. A forgó gázelosztó szerkezet 33 forgórészből és 32 állórészből áll. A 33 forgórészen 34 lapátok és ezek között 35 csatornák vannak kialakítva. A forgatást a rajzon nem ábrázolt villamos motor biztosítja a 30 tengelyen keresztül. A 30 tengelyt az olvadékkal történő érintkezéstől a 31 hüvely és a 32 állórész óvja meg. A 32 állórész és a 33 forgórész közötti résen át vezetjük be az öblítőgázt a 8 munkatérbe. A gázelosztó szerkezetben a 30 tengely, a 31 hüvely és a 32 állórész egytengelyűén van elhelyezve, így a gázbevezető járat ezek geometriai tengeléyvel párhuzamos, illetve azt veszi körül. Természetesen a berendezéshez tartozik a forgó gázelosztó szerkezethez megfelelő nyomású gázt szolgáltató egység, amelyet azonban az egyszerűség kedvéért itt nem tüntettünk fel. A 2. ábrán jól látható, hogy a 32 állórész külső átmérője a fejrésznél, azaz ahol a 32 állórész a legközelebb van a 33 forgórészhez, azonos a 33 forgórész magátmérőjével. A magátmérő a 33 forgórész azon átmérője, amely a 34 lapátok nélküli hengeres részen mért méret. A 32 állórész alsó részének tehát, vagyis a forgórészhez legközelebb eső részének átmérője és a forgórésznek az állórészhez legközelebb eső részen mért magátmérője között arány itt 1:1. A találmány szerint ennek az aránynak 1:1 és 0,8:1 érték között kell lennie. Az optimális az 1:1 arány, ha ez csökken, a kedvező gázbuborék eloszlás fokozatosan romlik. Az átmérő csökkenéssel többek között buborék agglomeráció jár együtt, ami aztán megengedhetetlen felületi turbulenciák kialakulását eredményezi. Az ilyen turbulenciák hatására az olvadék felületén úszó szennyezők ismét visszakerülnek az olvadékba. Az a pont, ahol a felületi turbulenciák már olyan mértékűek, ami a technológia szempontjából elfogadhatatlan, számos tényezőtől függ. Ilyenek például a 33 forgórész sebessége, a beadagolt gáz mennyisége, a 33 forgórész és a 32 állórész közötti rés nagysága, a 33 forgórész és az edény fala közötti távolság, valamint a 35 csatornák mélysége. Mindezeket figyelembe véve a minimális elfogadható arány 0,8:1. Hangsúlyozni kívánjuk azonban, hogy az optimális 1:1 arány és célszerű a 0,9:1 arány alá nem menni. A 32 állórész lehet hengeres vagy kúpos. Kúpos 32 állórész konstrukció esetén az átmérő egy 30 %-nyi növekedése megengedett és a kúposság 30—60° lehet. A fejrész felé kúposán növekvő átmérőjű 32 állórész valamivel jobb teljesítményt ad nagy forgórész sebesség és nagy gázbevezetési teljesítmény esetén a felületi turbulencia szempontjából. Ilyen esetekben a hengeres kialakításnál jobban megelőzi a buborék agglomerációt és emellett stabilabb szerkezetet biztosít. A találmány szerinti berendezés egy jellegzetes kialakításának típusméretei a következők lehetnek. A berendezés hossza 1400 mm, szélessége 1250 mm és 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
