184572. lajstromszámú szabadalom • Berendezés fémolvadék finomítására
1 184 572 2 A találmány tárgya berendezés fémolvadék finomítására, elsősorban Al, Mg, Cu, Zn, Sn Pb és ötvözeteik finomítási munkálatainál. Hasonló berendezést ismertet a 3 743 263 sz. USA szabadalmi leírás. Ebben a berendezésben a finomítás gázpermét disz* pergálás révén történik; a gáz igen apró buborékok formájában hatol át a fémolvadékon. A gázpermet diszpergálást forgó gázelosztó útján valósítják meg, az olvadékban jelentős turbulenciát hozva létre. Az örvénylés révén az apróbb nem-fémes részecskék nagyobbakká zömülnek, amelyeket a gázbuborékok az olvadék felszínére hoznak. Az örvénylést elősegíti továbbá a gázpermet keveredése a fémmel. A felszínre hozott nem-fémes szennyeződéseket a salakkal távolítják el a rendszerből, míg a fémből kiváló hidrogén a fáradt gázpermettel távozik. A forgó gázelosztó függőleges tengely felső végére szerelt meghajtó szerkezetből és a másik végére szerelt forgó részből épül fel. A tengelyt majdnem teljes hoszszában körülveszi egy üreges henger — a sztátor—, amely a berendezéshez rögzített. Mint az állórész neve jelzi, ez az alkatrész mozdulatlan. A finomító gáz áthalad a tengely és a sztátor belső fala közötti térben. A sztátor felépítése: A felső rész acél; az alsó rész grafit, egymáshoz menetes csatlakozással mechanikusan rögzítve. A menetes csatlakozás továbbá gáz szigetelést biztosít. Az alsó rész grafitból készül, ami könnyen megmunkálható, ellenáll az alumíniumolvadéknak, a halogenid gázoknak és fedősóknak, melyek a finomító térben előfordulhatnak. A felső rész acélból készül a szilárd szerkezeti kialakítás végett. Míg a grafit ellenáll a finomító zónában előforduló anyagoknak és hőmérsékleti értékeknek, nem áll ellen ezen a hőmérsékleteken (kb. 700 °C) a levegő révén létrejövő oxidációnak. Másfelől az acél alkatrész oxidálóbb levegőn, mint a grafit, de egyáltalán nem áll ellen az alumíniumolvadéknak. Ezen körülményekkel összhangban került a grafitot és acélt rögzítő kötés a fedél részbe, mivel az ottani körülmények mindkét anyag számára megfelelőek. Ez azáltal oldható meg, hogy a fedél hőszigetelt, továbbá a szigetelés révén a fedél kellően vastag. Az acél-grafit kötést ezért helyezték ebbe a szigetelt térbe. Habár a grafit hővezetőképessége viszonylag nagy, mégis, a meglehetősen magas üzemi hőmérsékleteken a levegő oxigénjével gyorsan oxidálódik, noha a levegőtől hatásosan elszigeteli a fedél zárt kialakítású megoldása a szóbanforgó kötésnél, továbbá az a körülmény, hogy a finomító térből a felszálló sémleges gázok kitöltenek minden létező teret a sztátor és a fedél között. Az acél rész nem melegszik fel annyira, hogy a levegő oxigénjének hatására jelentősen oxidálódhatna. Ez a szerkezeti elrendezés célszerű és mindaddig jól működik, amíg a finomítógáz csak semleges gázokat tartalmaz. Azonban amint klór jelenik meg, ahogyan az szokásos bizonyos finomító eljárások folyamán, a kötés acél része intenzív vegyi ráhatásnak lesz kitéve. A hőmérséklet elég magas ahhoz, hogy a képződött vasklorid elgőzölögjön és tovább terjedjen. Ezáltal az acél szerkezeti darab részei, beleértve a meneteket, egyszerűen eltűnnek. A tömítések, amelyek ezeket a felületeket szigetelnék, hatástalanoknak bizonyulnak, minthogy a szóbajövő grafittípusok porózus szerkezetűek és a keresztül áramló gáz megrongálja az acélrészeket. Ha a fémrészeket korrózióálló ötvözetből gyártjuk,a menetes felületnél képződő korróziós termékek nem párolognak el. Ahogyan ezeknek a korróziós termékeknek növekszik a vastagsága, a grafitrészeket lokálisan valósággal cementálják. Ez esetben a kötés nem oldható könnyen a szükséges grafitcsere céljából. A felfekvő vállat a korrózió annyira apró gödrösre formálja, hogy nem biztosítja a hatásos szigetelést. A találmánnyal célunk olyan berendezés kialakítása fémolvadékok finomítására, amelynek állórész csatlakozása a klór gáz romboló hatásának ellenáll. A találmány tehát olyan fémolvadék finomítására szolgáló berendezés, amely tartalmaz a) szigetelt fedéllel ellátott edényt, amely legalább egy beömlő és kifolyó térrel és az ezekhez csatlakozó legalább egy finomító kamrával van ellátva; b) mindegyik finomító kamrában egy-egy forgó gázelosztókészüléket, amely a fedélen átmenő tengellyel a kamrán kívül, a tengely felső végén elhelyezett meghajtószerkezettel ellátott, a fedél alatt a kamra belsejében található, az említett tengely körül elhelyezett, azzal virtuálisan egytengelyű, az edényhez rögzített hüvelyszerű állórészt, ahol az állórész két részből áll: — felső részének anyaga korrózióálló fém, az alsóé grafit, továbbá a felső részt és az alsó részt menetes csatlakozás köti össze, a fedél pedig legalább 127 mm vastagságú az állórész közelében. . A találmány szerint a berendezés része: (A) vállas kiképzésű vállig menetes csap, amely korrózióálló belül menetes fémhüvelyhez van kapcsolva a csap vállrészéhez illeszkedően; ahol a hüvely falvastagsága a csap faivastagságának 30-50%-a, az illeszkedésnél mérve; (B) a korrózióálló fémhüvely menet nélküli részében kialakított körkörös hűtőgáz csatorna, amelynek legalább egy része a tengelyre merőlegesen, és a grafit-fém kötéstől a menetes hüvely falvastagságának megfelelő távolságra helyezkedik el (ezáltal a menet nélküli grafit darab keresztmetszetének mintegy 70%-át — a vállas kiképzés közvetlen közelében — hatásos hűtés éri), ahol: (C) a fedél kamra felőli oldala és a kötés fedél felőli oldala közötti távolság, valamint a fedél vastagságának hányadosa nagyobb egynél, továbbá (D) a körkörös szellőző csatorna vállhoz legközelebbi felületének a válltól mért távolsága, valamint a fedélnek a kamra felőli oldala és a kötésnek a fedél legközelebbi oldala közötti távolság aránya legfeljebb 0,35:1. Megjegyezzük, hogy a ,hüvely keresztmetszete” és a .hüvely falvastagsága” vonatkozásában a szűkített — magkeresztmetszetnél figyelembe vett — méretek értendők. (Tehát a 2. ábrán lévő „E” magkeresztmetszeti falvastagsági méret.) A találmány további részleteit kiviteli példán, rajz segítségével ismertetjük. A rajzon az első ábra a talál-, mány szerinti berendezés vázlatos kereszt metszeti elrendezését mutatja (a kötés és a fedél részleteit elhagyva), a 2. ábra a berendezés tengelymenti keresztmetszeti vázlatát mutatja, elhagyva a környező berendezést és a tengelyt. A 13 sztátor belsején egy itt nem ábrázolt tengely halad át, e tengely és a 13 sztátor közös 17 virtuális tengellyel rendelkezik. A tengely a 12 forgórészhez van rögzítve és csatlakozik a meghajtóműhöz (nincs ábrázolva) a felső tengelyvégre. A 13 sztátor illeszkedik a 18 fémszerkezeti részhez, amely viszont a 14 és 15 szigetelt fedélrészhez illeszkedik. A 14 és 15 fedélrészek üreges 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
