198410. lajstromszámú szabadalom • Fémoxid olvadékok szennyezőanyag tartalmának csökkentésére szolgáló oxigénlándzsa
1 198 41C oxigéngázt, majd közömbös gázt, ill. levegőt és szilárd szemcseanyagot adnak, az olvadék mozgási irányával egyezően, ill. annak irányára legfeljebb 90°-ot bezáró irányú gázbevezetéssel. A szabadalmi leírás szerinti olvadékáram létrehozása csak külön berendezés alkalmazásával lehetséges, erre utal a kiviteli példában említett az ívkemence kifolyó csonkjához helyezett berendezés megfogalmazása, valamint ugyancsak a példában szereplő 3 kg/sec. olvadék tömegáram. A találmány azon az alapvető felismerésen alapszik, miszerint a redukciós termékek oxigéngáz, majd ezt követően semleges gáz bevezetésével eltávolíthatók. A gyakorlati kivitelezés azonban az olvadék magas hőmérséklete és erős dermedési hajlama miatt szinte nem lehetséges. Találmányunk azon alapszik, hogy a fémoxid olvadékok oxidálása akkor éri el a kívánt eredményt, ha az oxigént tartalmazó gázt az olvadék teljes tömegén átbuborékoltatjuk, vagyis az oxigén a lehető legnagyobb felületen intenzíven érintkezik az olvadékkal. Ezt leghatékonyabban az olvasztó kemencében, vagy pedig öntőüstben lehet elvégezni, ahol a jelenlevő nagytömegű olvadék belső hőtartalma ellensúlyozni tudja a bevezetett gázok hütőhatását. így az olvadék a kezelés közben nem dermed be és lehetővé válik a bevezetett gázok és a keletkező- oxidációs termékek eltávozása az olvadékfürdőből. Az alapvető gondot az jelentette, hogy az eddig ismert eszközök nem voltak alkalmasak arra, hogy a magas hőmérsékletű olvadékba bemeríthetők legyenek. A feltalálókat tehát az a törekvés vezette, hogy megfelelő szilárdságú és magas hőállóságú eszközt alakítsanak ki. Hosszas kísérletezés után jutottak arra a felismerése, hogy ha tűzálló anyag bevonattal ellátott hőálló acélcsövet tűzálló anyag olvadékába merítenek, majd a keletkező vékony réteget levegőn megszilárdítják, azt adott esetben egymás után többször megismétlik, olyan tűzálló réteghez jutnak, amely rendelkezik a megfelelő hőállósággal és az esetleg beoldódó anyagok nem szenynyezik a kezelni kívánt olvadékot. A találmányt az l.ábra alapján ismertetjük. Találmányunk ennek megfelelően a fémoxid olvadékok szennyezőanyag tartalmának csökkentésére szolgáló oxigénlándzsa, melynek 1 hőálló acélcsövön elhelyezett, önmagában ismert tűzálló anyagból készített 2,3 burkolata és ezen egy, vagy többrétegű tűzálló anyag olvadékból készített 4 tűzálló kéreg van. A hőálló acélcsövön elhelyezett tűzálló 2,3 burkolat 50-150 mm vastag és ismert szemcsés és/vagy szálas tűzálló anyag és tűzálló kötőanyag keverékéből készül. Szemcsés tűzálló anyagként például felhasználható elektrokorund, mulit, krómmagnezit, stb. szemcse, a szálas tűzálló anyag közül az alumínium-szilikátból készült anyag a legismertebb az iparban. Tűzálló kötőanyagként szintén többféle anyag jöhet számításba, példaképpen megemlítjük a monoalumíniumfoszfát kötőanyagoldatot. Tűzálló 2,3 burkolatként használható olvasztva öntött tűzálló anyagból gyártott csőszerű idom is. A tűzálló 2,3 burkolattal ellátott 1 hőálló acélcsövet — fémoxid olvadékba kell egyszer, vagy többször bemártani. Az egyes bemártások időtartama 5-15 sec, majd minden bemártást követően legalább 60 sec hűtési időt tartunk. A keletkező 4 kéreg vastagsága egyenként 1-10 mm. Mivel a tűzálló 4 kéreg a kezelendő olvadékból készül, a megfelelő hőállóság mellett azt is elérhetjük, hogy a kezelendő olvadékot nem szennyezzük idegen anyaggal. Találmányunkat - teljesség igénye nélkül - a következő konkrét kiviteli példákon keresztül kívánjuk bemutatni. Az oxigénlándzsa felépítését a leíráshoz csatolt ábra szemlélteti. 1. példa: 25 mm átmérőjű Hlo minőségű 1 hőálló acélcsőre 220 mm átmérőjű, kétrétegű, tűzálló 2,3 burkolatot készítünk. Az 2 burkolat Standard 1260 típusjelű szálas tűzálló anyagból, a 3 burkolat 78 t% 0-3 mm szemcseméretű cirkonszilikát őrlemény, 16 t% 0-0,15 mm szemcseméretű szemes elektrokorund szemcse és 6 t% monoalumíniumfoszfát oldat keverékéből készült. A kétrétegű csőszerű idomtestet 1150 °C-on kiégettük. Az olvasztó kemencében 50 t% technikai timföld, 48 t% cirkonhomok és 2 t% Na2C03 adalék megolvasztása útján készített 1780 °C hőmérsékletű olvadék volt. Ebbe az olvadékba merítettük be a tűzálló 2,3 burkolattal ellátott 1 hőálló acélcsövet egymást követően háromszor, úgy, hogy a bemerítések időtartama egyenként 8 sec volt és az egyes bemerítések között 65 sec hűtési időt tartottunk. A bemerítés során keletkezett 4 kéreg sorrendben 5—3—2 mm vastag rétegekből áll. A harmadik réteg megszilárdulása után az oxigénlándzsát az olvasztókemencében levő olvadékba süllyesztettük, melyen keresztül 0,2 Nm3/sec sebességgel minden 1000 kg olvadékra számolva 5 Nm^ oxigéngázt fúvattunk. A berendezés megfelelően működött, a tűzálló bevonaton olvadási nyomok nem voltak láthatók. A kezelés előtti és utáni olvadékból vett mintákat LECO gyártmányú szénmeghatározó berendezésen vizsgáltuk. Az elemzések szerint az olvadék redukált szenynyezőanyag (C) tartalma 0,047 t%-ról 0,07 t%-ra csökkent. 2. példa: Az előző példa szerint elkésatett tűzálló 2,3 burkolattal ellátott 1 hőálló acélcsövet 65 t% MgO, 25 t% Cr203, 6 t% Si02 és 4 t% Fe2Ű3 tartalmú homogén olvadékba mártottuk egymást követően kétszer. A bemártások időtartama 10-10 sec, köztük 70 sec hűtési időt hagytunk. Az oxigénlándzsát 75 t% AI2O3 és 25 t% SÍO2 tartalmú 1920 °C hőmérsékletű olvadékba süllyesztettük, ezen keresztül 0,15 N:m3/sec sebességgel 1000 kg olvadékonként 4 Nm3 oxigéngázt fúvattunk. Az oxigénlándzsa anyagában károsodást most sem tapasztaltunk. A minták elemzése azt mutatta, hogy a kezelés hatására a redukált szennyező (C) tartalom 0,13 t%-ról 0,005 t%-ra csökkent. 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
