186486. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és készülék gázhalmazálapotúhalogénezett anyagok pontos és folyamatos bejuttatására folyékony fémbe
3 186486 4 A találmány tárgya eljárás és készülék gázhalmazállapotú halogénezett anyagok pontos és folyamatos bejuttatására folyékony fémbe. Az eljárás szerint környezeti hőmérsékleten folyékony halmazállapotú, szénatomot és halogén atomot tartalmazó halogénezett anyagot, amelyben halogén atomként klór és/vagy fluor szerepel, így például perklór-etilént, hexaklór-etánt, széntetrakloridot vagy fluorozott klórszármazékokat alkalmazunk. A készülék különösen a javasolt eljárás foganatosítására alkalmas. A javasolt eljárás és készülék folyékony halogénszármazékok pontosan meghatározott mennyiségének bejuttatására alkalmas különösen folyékony alumíniumba és alumíniumalapú ötvözetekbe. Ismeretes, hogy az alumíniumot és bizonyos alumíniumalapú ötvözeteket öntés előtt tisztítási eljárásnak kell alávetni, különösen abból a célból, hogy egyrészt eltávolítsák a benne felhalmozódott gázokat, kiküszöböljenek néhány, az öntvény tulajdonságát kedvezőtlenül befolyásoló anyagot, mint például a nátriumot, másrészt pedig megkönnyítsék az alumíníum-oxid és más oxidok zárványainak megszűnését, összegyűlését a felszínen. A tisztítási műveleteket az ismert megoldások szerint többféle folyamatban végzik. Ezeket két alapvető csoportra lehet osztani, amelyek lényege: 1. gázhalmazállapotú klór bevezetése akár tiszta gázként, akár pedig közömbös gázzal (nitrogén, argon) keverve, amihez ismert módon a folyékony fémbe merített grafitcsővel, a kád fenekén kialakított pórusos anyagú dugaszt stb. alkalmaznak ; 2. halogénezett anyagok bevezetése. Erre a célra olyan anyagokat választanak, amelyek a folyékony fém hőmérsékletén felbomlanak és klórt szabadítanak fel. A jelen találmány a másodikként említett megoldások körébe tartozik. Ezzel kapcsolatban megemlítjük, hogy az első megoldás szerint a nyitott felületeken végzett munkák során a klór kezelése és felhasználása mind biztonsági és higiénés, mind pedig környezetvédelmi és korróziós szempontból súlyos problémákat vet fel, amelyek miatt ezt a megoldást gyakorlatilag elvetették. Az eddig alkalmazott halogénvegyületek vízmentes fémkloridok, így a TiCI4, A1C13, MnCI2 és szerves klórszármazékok, így a szén-tetraklorid (CC14), perklóretilén, (C2CI4) vagy hexaklór-etán (C2C16). Az alkalmazásukkal kapcsolatos részleteket például a Pechiney, Editions Eyroltes, Paris, 1964 kiadású „alumínium” könyv 1. kötetének 527—528. oldala, az American Society of Metals által 1967-ben kiadott, Kent R. Van Horn által írt „Alumínium” c. könyv III. kötetének 31—32. oldalán és az „Alumínium Taschenbuch” 1974-ben megjelentetett 13. kiadásának 373—375. oldala ismerteti. A hexaklór-etán alkalmazására vonatkozóan a 603 213 és 827 619 sz. brit szabadalmi leírás (bejelentő: Foseco) tartalmaz kitanítást. A hexaklór-etán szokásos hőmérsékleten szilárd halmazállapotú és 187 °C hőmérsékleten gázzá szublimálódik. Éppen ezért az alumíniumba tabletták formájában viszik be. A tabletták a folyékony fém által átjárt kamrában, vagy pedig a folyékony fémbe merített perforált grafit oszlopban helyezkednek el. Az anyag termikusán igen gyorsan felbomlik, belőle a gázkeletkezés rendkívül gyorsan lezajlik, és nagy mennyiségű anyag is legfeljebb csak 2...3 percig tud gázt leadni. Ez a nagy felbomlási sebesség lehetetlenné teszi a pontos adagolást és különösen azt, hogy a hexaklór-etán folyamatosan hasson a folyékony alumínium áramára. Ezen túlmenően, mivel a felhasznált anyagmennyiség sokkal nagyobb, mint amire szükség van, a felesleget hatékony módon össze kell gyűjteni. A találmány alapja olyan halogénezett anyag alkalmazása, amely a szokásos környezeti hőmérsékleteken folyékony halmazállapotú, benne a klóratomok száma legalább kétszerese a szénatomokénak, ez az arány előnyösen 2 és 4 között van. A találmány tárgyát képező eljárásban a halogénezett anyagot vagy halogènes oldatot, amely szokásos környezeti hőmérsékleten folyékony halmazállapotú, adagoló mikroszivattyú segítségével elgőzölögtetőbe juttatjuk, s az elgőzölögtetőt előzetesen olyan hőmérsékletre melegítjük fel, amely magasabb az elgőzölögtetési hőmérsékletnél vagy avval egyenlő majd az elgőzolögtetett anyagot a folyékony fémbe úgy juttatjuk el, hogy közömbös gáz áramába adagoljuk; A halogénezett anyag fogalmán itt és a továbbiakban olyan kémiai vegyületet értünk, amely szénatomot valamint klór- és/vagy fluoratomot tartalmaz, illetve olyan vegyületek keverékét, amelyek között legalább egy, az említett összetételű vegyület megtalálható. A fentiekben javasolt eljárás foganatosítására alkalmas készüléknek a találmány szerint a halogénezett anyagot befogadó tartóedénye van és ennek kivezetésére csatlakozó adagoló mikroszivattyúval, elgőzölögtetővel van ellátva, ahol az elgőzölögtető fűtőeszközzel van felszerelve és áramlásmérőn, illetve nyomásszabályozón át közömbös gázt tartalmazó nyomásálló tartályra van vezetve, míg kivezetésére csővezetéken át a halogénezett anyagot a folyékony fémbe bejuttató eszköz csatlakozik. A találmány tárgyát a továbbiakban példakénti foganatosítási mód és kiviteli alak kapcsán, a csatolt rajzra hivatkozással ismertetjük részletesen. A rajzon az ábra a találmány szerinti készülék vázlata. A találmány szerinti eljárás foganatosítására is alkalmas készülék 1 tartóedényt, ezt lezáró 2 tömített fedélt, lezárható 3 nyílást és 4 szintérzékelőt tartalmazó egységből adagol 8 halogénezett anyagot. A 3 nyíláson át az 1 tartály tölthető. Az 1 tartály tartalma 5 elszívócsőbejut, amelyben 6 ellenőrzőszelep van, és amely adagoló 7 mikroszivattyúra csatlakozik. A 7 mikroszivattyú előnyösen dugattyúval ellátott egység, amely képes az 1 tartóedényben levő 8 halogénezett anyagot pontosan meghatározott nagyságú adagokban elvezetni és továbbbítani A szükséges mennyiség általában 0,1...10 müliliter percenként ; ez az érték természetesen a körülményektől függ és az említett tartományon kívül is eshet. A 8 halogénezett anyag 9 visszacsapó szelepen halad át a 7 mikroszivattyú kimenetéről, majd 10 elgőzölögtetőbe jut. A 10 elgőzölögtetőt szabályozható és termosztatikusan vezérelt 11 fűtőeszközzel szereljük fel, amely tetszőleges típusú lehet, például erre a célra jól megfelel az ellenállásfűtés. A találmány szerint a halogénezett anyag továbbítása közömbös gázárammal történik. A közömbös gázt 12 nyomásálló tartály tartalmazza, amelyből 13 nyomásszabályozón és 14 áramlásmérőn át áramlik a gáz. Innen jut a 10 elgőzölögtetőbe, ahol keveredik a halogénezett anyagból előállított gőzzel, majd 15 csővezetéken keresztül jut 17 folyékony fémmel érintkező 16 befecskendezőeszközhöz. Ilyen befecskendező eszköz lehet például 18 öntő üstben levő 17 folyékony fémbe merülő grafitcső. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
