177769. lajstromszámú szabadalom • Berendezés fémolvadékokhoz, előnyösen fémfinomításkor történő felhasználásra
177769 4 Ugyancsak drágítja az öntöttvas köpeny előállítását aza körülmény is, ha a fenti okok következtében a köpenyt a felhasználó készíti saját igényeinek megfelelően. Ha viszont ezzel szemben belső hőálló szigetelő bélést alkalmazunk, a külső fűtőelemek nem használhatók, a berendezés fűtése csupán belülről oldható meg. Felmerül a bemerülő fűtőelemek alkalmazása, azonban ennek számos tényező vet gátat. Ha például a bemerülő fűtőelemeket használjuk, akkor azok gátolják a forgó gázbevezető által létrehozott áramlási viszonyok kialakulását, és a gázbuborékok egyenletes eloszlását. A fémolvadék áramlási viszonyainak megváltozása zavarja az esetleg beépített szűrő működését, illetve a fémolvadéknak azon történő átáramlását. További hátránya a bemerülő fűtőelemek alkalmazásának, hogy például alumínium finomítása esetén a szűrőrendszert a folyamat kezdetén kell a fémolvadékba beilleszteni és később is cserélni kell, amit a bemerülő elemek akadályoznak. Alapvető hátránya a bemerülő fűtőelemek alkalmazásának az a tény, hogy az adott körülmények között rendkívül rövid élettartamúak. A fémolvadék jelentős turbulens áramlása ugyanis nagymértékben igénybe veszi a fűtőelemek védőköpenyét, amellyel szemben alapvető követelmény a jó hővezetőképesség. Ez azt jelenti, hogy a védőköpenyek általában viszonylag vékonyfalúnk, hogy a hővezetés minél gazdaságosabb legyen. Ugyanakkor azonban ilyen körülmények között követelmény a védőköpennyel szemben a nagy hőmérséklettel és a korrózióval szembeni ellenállás is. Ezek azonban a jó hővezetéssel szemben támasztott követelményekkel ellentétesek. így a jó hővezető védőköpenynyel ellátott merülő fűtőelemek meglehetősen kis élettartammal rendelkeznek az áramló fémolvadékban. Tovább nehezíti a problémát az is, hogy a turbulensen áramló fémolvadék igen nagy erőhatást fejt ki a fürdőbe benyúló fűtőelemekre, amelyek rögzítése csupán a fémolvadékon kívül történhet, és ezért nem eléggé biztonságos. A jelen találmánnyal olyan megoldás kialakítása a célunk, amellyel megoldható fémolvadékok kezelése, elsősorban finomítása olymódon, hogy belsőfűtést alkalmazunk, így kiküszöböljük a külső fűtés hátrányait, anélkül, hogy bemerülő fűtőelemek alkalmazása lenne szükséges. Ezzel növelni kívánjuk a bélés élettartamát, és a minimumra csökkenteni az erózió veszélyét. Célunk továbbá olyan könnyen javítható és gazdaságosan működtethető berendezés kialakítása, amelyben a bevezető és kívezetőnyílások, illetve a csapolónyílások az optimális helyen alakíthatók ki. A kitűzött feladatot a találmány szerint úgy oldjuk meg, hogy a berendezés a — a fémolvadéknak ellenálló szigetelő köpenyt, b — a köpeny belső falát a fémolvadék szintje alatt legalább részben beborító, legalább egy irányban szabadon hőtáguló grafit vagy szilíciumkarbid blokkokból álló betétet és c — legalább egy a blokkokban elhelyezett fűtőelemet tartalmaz. A találmány szerinti berendezés egy célszerű kialakítása tartalmaz még ezen kívül legalább egy forgó gázbevezető elemet és beöntő-, valamint kiöntőnyílást. A berendezés belső tere célszerűen munkatérre és leválasztótérre van osztva, és a két tér között a turbulenciát csillapító elvezető cső van elhelyezve. j A találmány további részleteit kiviteli példákon, rajz segítségével ismertetjük. A rajzon az 1. ábra a találmány szerinti berendezésben alkalmazott forgó gázbevezető alsó részének távlati képe, a 2. ábra a találmány szerinti berendezés vízszintes metszete az 1. ábrán bemutatott forgó gázbevezetővel és a 3. ábra a 2. ábrán bemutatott berendezés 3—3 metszete. A találmány szerinti berendezés lényegében hasonlít egy fémolvasztó berendezéshez, és általában külső acélköpenyt tartalmaz, amely hőálló szigetelő béléssel van ellátva. A hőálló szigetelő bélés első rétege célszerűen hőálló téglából, például alumíniumoxid-szilíciumoxid keverékből készült téglából áll. Az első réteget követi egy második hőálló réteg, amely ugyancsak szigetelő réteg és lehet például önthető alumíniumoxid, de lehet cementtégla is. Mindkét hőálló réteget az ismert jó szigetelő tulajdonságokkal rendelkező anyagokból lehet előállítani, és olyan vastagra kell készíteni, hogy a hőveszteséget gazdaságos értékek között lehessen tartani. Jóllehet a bemutatott példákon mindenütt acélköpenyt és hőálló bélést mutatunk be, a berendezés falának felépítése lényegében közömbös, alapfeltétel csupán az, hogy a hővezetés a környezet irányában kisebb legyen,mint 0,9 W/mK. Megjegyezzük még, hogy a hőálló szigetelő rétegeket felhasználás előtt rendszerint hőkezelik. Az elmondott hőálló köpenyt, illetve bélést a találmány szerint további bélésréteggel látjuk el. Ez a réteg nagy hővezetőképességű anyagból készül, amely ezen túlmenően az olvadékkal szemben közömbös és korrózió-ellenállása nagy. Ugyanakkor a bélést alkotó tömbök felületét a fémolvadék nem nedvesítheti. Az alkalmazott anyagok hővezetőképessége legalább 9 W/mK kell legyen. A második bélésréteget alkotó tömbök, illetve blokkok meghatározott alakú testek. Általában a blokkok hagyományos formáit, például lapokat vagy téglákat lehet alkalmazni, az ismért négyszögletes hasáb alakjában. Ilyen vonatkozásban a lapok és a téglák között csupán a keresztmetszet oldalainak aránya között van különbség. A blokkok célszerűen furatokkal vagy hornyokkal, illetve hasonló illesztő- és rögzítőelemekkd vannak ellátva. A blokkok anyaga célszerűen grafit vagy szilíciumkarbid, esetleg mindkettő. A berendezés belső terének legnagyobb részét, de legalábbis a felénél nagyobb felületét be kell borítani ezekkel a blokkokkal. Jelen esetben a berendezés belső felületén azt a felük® értjük, amely a fémolvadék szintje alatt van az üzemelés során. Általában azt lehet mondani, hogy célszerű a belső felület legalább 75%-át beborítani a jó hővezét'őképességű blokkokkal. Paralelepipedon alakú belső tér eseten általában célszerű a fenékrészt és legalább három oldali teljesen beborítani. Ilyen szerkezet esetén a belső tét célszerűen két részre van osztva, ahol az úgynevezett munkatérben a fémolvadék intenzív áramlása történ . a másik részben az úgynevezett leválasztótérben pediga fémolvadék teljes nyugalomban van. Ennél a k tahiig' nál általában a munkatér fenékrészét és legalább oldalát célszerű teljesen beborítani, a harmadik pedig általában válaszfalként lehet kialakítani, leválasztótér nem feltétlenül kell burkolt legyen. Weg jegyezzük, hogy a válaszfalat nem tekintjük a bélés szének. A bélést alkotó blokkok további jellemzői, hogy 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6Ö 65 2
