CZ210299A3 - Kosmetický prostředek obsahující aniontový polymer a akrylový terpolymer a jeho použití k ošetřování keratinových látek - Google Patents

Description

Způsob metalurgického zpracování _=eda£Ěeo4·, ' odkysličení^ř/, prpčičtoní nebo hrudkován^ taveniny a zařízení k provádění způsobu

Oblast techniky

Vynález se týká metalurgického zpracování lázně taveniny, provedeného pomocí dodávky reagenčních materiálů, které mohou být odpařeny za současné vysoké či nízké produkce plynu a dodávky dalších očkovacích nebo čistících materiálů.

Dosavadní stav techniky

Již dnes existují známé postupy metalurgického zpracování lázní taveniny, například pro kujné železo, které používají čistého hořčíku, nebo jeho slitin, jako reagenčního prvku. Tento přídavný prvek je odpařen v lázni taveniny za účelem získání kuličkového grafitu a jeho modifikací, nebo pro odsíření, odkysličení či podobné způsoby zpracování.

Při použití tradičních způsobů je odpaření dosaženo pomocí přímého kontaktu mezi reagenčním materiálem a kovovou taveninou. Požadované množství reagenčního materiálu je umístěno přímo do kovové taveniny a je díky ní zahřáto a odpařeno. Dodávka reagenčního materiálu a metalurgické zpracování je obecně nesouvislé a rovněž se vyznačuje značnou ztrátu výparů a znehodnocením způsobu zpracování kovové taveniny.

Známé způsoby používané v současnosti pro odlévané železo, obzvláště ty, které používají čistého kovového hořčíku za atmosférického, nebo metalostatického tlaku, mají účinnost ne vyšší, než 60%, a v podstatě 40% reagencií přivedených do lázně taveniny je ztraceno ve formě výparů a tepla. Příčina tohoto leží ve vytváření výparů, které je nekontinuální, s nepravidelnými vrcholy vysokého tlaku, vytvářeného ve chvíli, kdy tekuté nebo pevné reagencie přicházejí do styku s kovovou taveninou.

Byly vynalezeny různé způsoby, jak snížit tyto ztráty a výsledné důsledky na životní prostředí, některé z nich rovněž počítají s kontinuálním zpracováním toku kovu, jak je vidět například v patentové přihlášce CH-A-439359. Patentová přihláška CH-A-382873 popisuje možnost vylepšení technologie, využitím kontinuálního procesu dodávky reagenčního materiálu ve formě drátu do přetlakovaného zvonu, ponořeného do lázně taveniny. Nicméně kontinuální dodávka zde popsaná neumožňuje konstatní odpařování z důvodu toho, že když tekuté nebo tuhé reagencie přijdou do přímého styku s lázní taveniny, způsobují ochlazení a následovně zastavení procesu odpařování a proto není dosaženo uvedených požadavků.

Nedávno byl navržen způsob metalurgického zpracování lázně taveniny reagenčního odpařitelného materiálu, kdy tento reagenční materiál je umístěn do alespoň jedné komory, ponořené do taveniny kovu a odpařen bez přímého kontaktu s kovem. Tak je reagenční materiál zahřát a odpařen přes stěny komory a vytvořené výpary jsou odvedeny ven z komory, směrem ku kovové tavenině.

Nicméně tento způsob je rovněž nespojitý, i když se vyznačuje některými výhodami, obzvláště při používání a rozvádění výparů v kovové tavenině pro homogeničtější zpracování.

Jinými slovy, metalurgické zpracování, prováděná známými způsoby, jsou nespojitá, pokud uvažujeme nespojitou dodávku reagenčního materiálu. Na druhou stranu u jistých způsobů zpracování, nehledě na odpařítelný materiál, je nutné mít v lázní očkovací nebo čistící materiály. Odměřování a dodávka těchto materiálů do lázně je obecně provedena jednoduše jejich přidáním během přeměny kovu a způsobuje oxidaci a vytváření zbytků, což vede k defektům v později vytvořeném odlitku .

Současná, ale oddělená, dodávka reagenčních materiálů a očkovacích materiálů, které působící zevnitř lázně v ochranné atmosféře, není mezi dosud používanými způsoby zpracování známa.

Podstata vynálezu

Tento vynález má za účel zabránit omezením spojitého (kontinuálního), nebo nespojitého (diskontinuálního) metalurgického zpracování, vznikajícím u dosud známých metod a to pomocí způsobu zpracování a zařízení, které by dovolovaly spojité zpracování roztaveného materiálu, rovněž se současnou dodávkou reagenčních materiálů a očkovacích materiálů přímo do lázně.

Způsob metalurgického zpracování odsíření, odkysličení, pročištění nebo hrudkování taveniny ve spojité nebo nespojité lázni taveniny pomocí dodávky alespoň jednoho granulárního odpařitelného materiálu s nízkým či vysokým vytvářením plynu přímo do lázně, se vyznačuje tím, že reagenční materiál je dodáván spojitě z vnějšku lázně taveniny a je udržován pod tlakem a je odpařován horkem lázně taveniny díky tepelné výměně, bez přímého kontaktu s lázní taveniny.

Zařízení pro metalurgické zpracování lázně taveniny výše uvedeným způsobem se vyznačuje tím, že se sestává z alespoň jednoho reaktoru, umístěného v pevné nebo polohovatelné pozici v lázni taveniny, která má být zpracována a dále se sestává z první odpařovací komory, konstruované tak, aby mohla přijmout reagenční materiál, dále z druhé odpařovací (expanzní) komory, konstruované tak, aby mohla přijmout očkovací materiál a výpary z reagencií přicházejí z první odpařovací komory, dále se sestává z průchodu, spojujícího první odpařovací komoru a druhou expanzní komoru a dále ze zařízení pro odměřování a kontinuální a oddělenou dodávku reagenčních materiálů do první odpařovací komory a očkovacího materiálu do druhé expanzní komory.

Vynález se týká obzvláště metalurgického zpracování odsíření, odkysličení, pročištění nebo hrudkování, apod. taveniny železa, ale je možné i obecnější použití této metody pro zpracování jiných roztavených tekutin, aú už kovových, nebo jiných. Vynález je tvořen, alespoň pokud se týká zpracování lázní - obzvláště pak taveniny kujného železa, počátkem, sestávajícím se ze známých způsobu umísťování reagenčních materiálů do komory, ponořené do lázně taveniny, ale s inovováním kontinuální dodávky z vnějšího prostředí pod atmosférickým tlakem, pomocí tlakově neprodyšného odměřovacího systému, řízeného regulátorem v závislosti na údajích, týkajících se kovu, jenž má být zpracováván, dále pak materiálem podporujícím vytváření kuliček i při vytváření velkého množství plynu, zvaných reagencie, a dále pak oddělenými, ale průvodními dalšími materiály, určenými k pročištění nebo krystalizaci grafitu v lázni podle stabilního systému, které jsou dále nazývány očkovacími materiály.

Vynález je použitelný ke zpracování nespojitých lázní taveniny, v kontejnerech, které mohou být vyprázdněny například do tavících pánví, s kontinuální dodávkou reagencií během procesu a v případě potřeby očkovacích materiálů, a je založen na zjištěných, a tak tedy i známých, metalurgických množstvích a charakteristikách lázně, která má být zpracovávána. Tento vynález je rovněž použitelný u kontinuálních lázních taveniny, které procházejí bazénem nebo kanálem, kontinuální dodávkou reagencií a v případě potřeby i očkovacích materiálů, v závislosti na různých podmínkách kovu, který je zde přítomen.

Reagencie a očkovací materiály jsou přiváděny skrze speciální komoru, zvanou reaktor, jehož tlak je udržován na shodné výši, jako je metalostatický tlak lázně, ve které je reaktor ponořen a má odpařovací komoru a také expanzní komoru. Reagencie jsou přiváděny kontinuálně do odpařovací komory a přecházejí z tuhého stavu do stavu plynného - tedy stavu výparů - a to díky vyšší teplotě lázně, nebo v případě reagencií i vyšší teplotě varu, díky dodatečné dodávce tepla z vnějšího prostředí. Reagencie se vypařují bez přímého styku s nataveným kovem, a to díky prostupu tepla vedením a vyzařováním, předtím, než projdou skrze expanzní komoru do hloubky lázně a cirkulují zde. Očkovací látky jsou přivedeny skrze expanzní komoru, jejíž spodek je tvořen samotnou lázní a jsou roztaveny přímým stykem s roztaveným kovem, lokálně jej přesycují a cirkulují v lázni díky kombinované akci výparů, jenž vytahují reagencie, opouštějící komoru, a metalostatického tahu, vznikajícího v lázni, která má větší hustotu, než přesycený kov.

Tak dochází solubilizací k chemickým a fyzikálním reakcím, potřebným k získání lázně s vysokou homogenitou, bez nečistot, která je připravená k tomu, aby byla nalita do forem a tím je snížena spotřeba reagencií a očkovacích materiálů, energetická ztráta a znečištění.

Úkolem uvedeného vynálezu je provedení nespojitého zpracování, jmenovitě s přesným množstvím kovu a se známou homogenní charakteristikou, a tak, pomocí kontinuálního dodávacího systému, i snížení kvantity reagenčního materiálu obsaženého v lázni a proto i vývinu jakékoliv násilné reakce, která by mohla vzniknout při náhodném styku tuhých a kapalných reagencií s lázní.

Dalším úkolem uvedeného vynálezu je odpaření a solubilizace prvků s bodem varu vyšším, než je teplota lázně.

Dalším úkolem uvedeného vynálezu je uskutečnit dodávku a distribuci očkovacích materiálů ve prospěch - u litého železa - solidifikace grafitu podle stabilního systému, a to současně s odpařítelnými prvky, podporujícími vytváření kuličkového grafitu a/nebo jeho variant.

Dalším úkolem uvedeného vynálezu je uskutečnit kontinuální zpracování, jmenovitě pro neurčité množství kovu s kontinuálně se měnícími charakteristikami teploty, chemického složení a kapacity, a získání lázně s požadovanými vlastnostmi po uvedeném zpracování.

Dalším úkolem uvedeného vynálezu je kontinuální ovládání procesu odpařování a očkování, a to regulací za účelem zajištění kompletní solubilizace přidaných reagencií a očkovacích materiálů a tak i vyhnutí se ztrátám díky oxidaci nebo vytváření nečistot.

Dalším úkolem uvedeného vynálezu je eliminovat obtížné metalurgické operace, díky kompletní automatizaci a řízení výrobního cyklu, který, v případě kuličkového litého železa a jeho variant (tj. vermikulitu), dává naočkovaný materiál, připravený k odlévání.

Dalším důležitým bodem je možnost použití reagenčního surového materiálu, s vysokým bodem varu, jak je například prvek vápník Ca, stroncium Sr, baryum Ba nebo lanthan La, které podporují příznivé metalurgické struktury a možnost adaptace procesu v reálném čase na skutečné podmínky kovu, který má být zpracováván, a to vše s extrémně dobrým výhledem do budoucna, vzhledem k současnému stavu této oblasti techniky.

Seznam obrázků na výkresech

Další detaily a charakteristiky vynálezu jsou zřejmější při pohledu na níže uvedený popis, který je vztažen na připojené obrázky na výkresech, na kterých obr.l ukazuje ve vertikálním řezu příklad zařízení, vhodného pro nespojité metalurgické zpracování lázně taveniny v tavící pánvi, obr. 2 ukazuje ve vertikálním řezu příklad zařízení, vhodného pro spojité (kontinuální) metalurgické zpracování lázně taveniny, procházející skrze bazén, nebo kanál, obr.3 ukazuje horizontální řez, vedený podél šipek linie III-III na obr.2, obr.4 ukazuje vertikální řez, vedený podél šipek linie IV-IV na obr.2, obr. 5 ukazuje v horizontálním řezu příklad provedení multireaktorového zařízení, vhodného pro spojité (kontinuální) metalurgické zpracování lázně taveniny, procházející skrze bazén, nebo kanál, obr.6 ukazuje podélný řez, vedený podél šipek linie VIVI na obr.5, obr.7 ukazuje příčný řez, vedený podél šipek linie VIIVII na obr.5, obr. 8 ukazuje další příčný řez, vedený podél šipek linie VIII-VIII na obr.5, a obr.9 ukazuje příčný řez další konfigurace reaktoru pro metalurgické zpracování podle vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Způsob zpracování podle tohoto vynálezu zahrnuje kontinuální dodávku reagencií IQ., a v případě potřeby i očkovacího materiálu 11. do kontinuální (spojité), nebo diskontinuální (nespojité) lázně taveniny, jmenovitě známé, nebo neurčité kvality. Lázeň, pokud je její kvalita známá a určitá, může být umístěna v tavící pánvi 13., a vyměněna po každém zpracování. Pokud je kvalita této lázně neznámá a neurčitá, může tato procházet například bazénem, nebo kanály 14 .

Takováto dodávka reagencií 10 nebo očkovacích materiálů 11 je získána pomocí alespoň jedné speciální jednotky 15. ponořené do lázně taveniny 12, která má být zpracována a která je zde nazývána reaktorem a má odpařovací (expanzní) komoru 17, která spojuje pomocí průchodu 12, umístěného v dané úrovni nad, odpařovací komoru 16 a/nebo volný prostor. Každý reaktor může být tvořen jednou jednotkou, nebo se může skládat z různých částí, i nehomogenních, ale vyrobených z materiálu odolávajícího tlaku plynu, s vhodnými fyzikálními a mechanickými vlastnostmi danými tak, aby vydržely provozní napětí a udržovaly vnitřní tlak, který vzniká uvnitř během reakce a který zabraňuje roztavenému kovu, aby se vrátil do expanzní komory. Mělo by být poznamenáno, že reaktor může být instalován napevno, nebo pohyblivě.

Odpařovací komora 16 a expanzní (odpařovací) komora 17. mohou být umístěny koaxiálně, nebo mohou být umístěny vedle sebe. Odpovídajícím způsobem se pak geometrie reaktoru 15.

může měnit široce od provedení k provedení, stejně jako konfigurace reaktoru ve vztahu k lázní, která má být zpracována. Odpovídajícím způsobem pak reaktor 15 může být ve tvaru ponořeného zvonu ve středu, nebo na straně bazénu či kanálu 14 . jak je to vidět na obr.l. Alternativně pak může reaktor 15 mít tvar bloku, umístěného podél stěny bazénu či kanálu 14, jak je to vidět na obr. 5 až na obr. 8. Ve všech výše uvedených případech je odpařovací komora 16 otevřená na svém horním konci a je propojena pouze s expanzní komorou 17. skrze průchod 18., a ne s lázní. Lázeň taveniny je ve styku pouze s bočními stěnami a/nebo spodkem odpařovací komory 16. Na druhou stranu, je expanzní komora 17 spojená na svém horním konci s odpařovací komorou 18 skrze průchod 18., zatímco spodní a/nebo boční strana je zcela nebo částečně otevřená přímo směrem ku lázni taveniny, skrze možný průchod 17'.

Odpařovací komora 16 je zde spojena s prvním kanálem 19, určeným k dopravování reagencií, obsažených v první dodávací nádrži 20 s první odměřovací jednotkou 20' , ze kterých také přicházejí (na nákresu je dodávací nádrž 20 s odměřovací jednotkou 20' určena pro granulovaný materiál, ale může být vhodné, aby byl materiál ve formě drátu, nebo prášku) . Do expanzní komory je napojen druhý kanál 21. určený k dopravě očkovacího materiálu H, obsaženého v druhé dodávací nádrži 22 s druhou odměřovací jednotkou 22' , ze kterých také přichází. První 20 a druhá 22 dodávací nádrž s první 20' a druhou 22' odměřovací jednotkou jsou umístěny nad lázní 12, nebo v každém případě mimo ni a kanály 19 a 21 vedoucí z první 20 a druhé 22 dodávací nádrže s první 20' a druhou 22' odměřovací jednotkou 22' mohou být zapojeny do jedné soustavy, nebo mohou být odděleny jeden od druhého. V každém případě, reagencie 10 a očkovací látky 11 jsou dodávány odděleně, ačkoliv současně, do odpařovací komory 16, respektive do expanzní komory 17.

Pro zpracování lázně taveniny 12 v tavící pánvi 13 jsou tato pánev a zařízení pro dodávku reagencií a očkovacích materiálů vhodným způsobem tlakově utěsněny a vybaveny účinným řídícím a bezpečnostním systémem.

V praxi přenáší lázeň taveniny 12., ač už je v tavící pánvi 13 , nebo v bazénu či kanálu 14. když přichází do styku s reaktorem 15, fúzní/odpařovací teplo na reagencie 10. obsažené v komoře 16. Vzniklé výpary procházejí skrze průchod 18., umístěný ve vyšší poloze, než je hladina lázně v expanzní komoře 17 a z něj jsou poté odvedeny do lázně 12. skrze průchody 17'. na spodní straně komory. Výpary stoupají směrem k povrchu a sami se solubilizují a rozvádějí ve vznikající reakci. Kov nemůže stoupat nazpět do expanzní komory 16, ve které je tlak v konstantní rovnováze s metalostatickým tlakem.

Dodávka reagencií 10 do odpařovací komory 16 je poháněna pomocí odměřovacího zařízení, tvořeného první dodávací nádrží 20 s první odměřovací jednotkou 20' , toto zařízení je ovládáno regulátorem a je umístěno v násypce (je součástí nádrže 22) , která může být přetlakována inertním plynem, a vybavena uzavíracím ventilem 20' ' . (na obr.7), který, když reagencie projdou z násypky pod atmosférickým tlakem do odpovídajícího kanálu 12, zabraňuje výparům v úniku. První odměřovací jednotka 20' je hermeticky utěsněna a zajišťuje udržování tlaku uvnitř násypky během odměřování a funguje rovněž jako základna násypky, udržující dané množství reagencií. Otevření první odměřovací jednotky 20' je řízeno hladinoměrem 23 . který zjišťuje minimální úroveň hladiny a zajišťuje tak neustálou přítomnost jistého množství reagencií. V závislosti na kvantitě reagencií, přivedených do komory 16 skrze rozváděči kanál 19, se úroveň hladiny reagencií mění a paralelně i stupeň vypařování a kvantita reagencií, procházejících do lázně taveniny za jednotku času.

Druhá dodávací nádrž 22 s druhou odměřovací jednotkou 22' . která je konstruovaná pro dopravu očkovacích materiálu 12 do expanzní komory 17 skrze rozváděči kanál, pracuje shodným způsobem. Kov, zpracovávaný a případně očkovaný, je odveden výlevkou 24 (obr.6), zatímco vytvořená struska 25. se nahromadí na stěně bazénu, ze které však může být snadno odstraněna, ať už manuálně, nebo automaticky. Po dokončení zpracování je bazén vyprázdněn skrze vyprazdňovací otvor 26. který umožňuje postupné odvádění kovu a současnou redukci tlaku na úroveň tlaku atmosférického, v odpařovací komoře 16, v expanzní komoře 17 a v reaktoru 15.

Systém, zkonstruovaný pro kontinuální provoz, je opatřen potřebným ovládacím zařízením, stejně tak jako zařízením bezpečnostním, které je představováno sondou 27. určenou k řízení hladiny reagencií 10 regulací uzavíracího ventilu , dále je opatřen systémem 28 pro kontinuální měření tlaku uvnitř reaktoru, který zavírá ventil, když jsou překročeny nastavené hodnoty, a dále bezpečnostním ventilem 29 s okamžitým otevíráním, krytem 30 bazénu, sifonovým systémem 31 (podle obr.6), kde je vidět v klidové poloze, dále ochrannou přepážkou 32 . která ohraničuje systém, a odsáváním plynů a odstraňovacím systémem (není vidět). Každý reaktor 15 může být vybaven jednotkou 22, ovládanou elektricky, pneumaticky, apod., a určenou pro ohřívání reagencií 10 v odpařovací komoře, pokud mají tyto reagencie bod varu, který přesahuje teplotu tání.

Claims (11)

1. Způsob metalurgického zpracování odsíření, odkysličení, pročištění nebo hrudkování ve spojité nebo nespojité lázni taveniny pomocí dodávky alespoň jednoho granulárního odpařitelného materiálu, se schopností nízkého či vysokého vytváření plynu, přímo do lázně, vyznačující se tím, že reagenční materiál je dodáván kontinuálně z vnějšku lázně taveniny a je udržován pod tlakem a vypařuje se horkem lázně taveniny díky tepelné výměně, a to bez přímého kontaktu se zmíněnou lázní taveniny.

2. Způsob metalurgického zpracování podle nároku 1. , vyznačující se tím, že vypařitelný reagenční materiál je kontinuálně přiváděn odděleně od očkovacího materiálu, ale současně s ním, tento očkovací materiál je upraven tak, aby se v přímém kontaktu s lázní taveniny roztavil.

3. Způsob metalurgického zpracování podle nároku 1. nebo 2., vyznačující se tím, že vypařitelný reagenční materiál je zahřát vypařováním se zdrojem tepla, navíc k vysokému teplu z lázně taveniny.

4. Zařízení pro metalurgické zpracování lázně taveniny způsobem podle nároku 1. až nároku 3., vyznačující se tím, že se sestává z alespoň jednoho reaktoru (15), umístěného v pevné nebo polohovatelné pozici v lázni taveniny, která má být zpracována a dále se sestává z první odpařovací komory (16), konstruované tak, aby mohla přijmout reagenční materiál (10), dále z druhé expanzní komory (17), konstruované tak, aby mohla přijmout očkovací materiál (11) a výpary z reagencií (10), přicházejí z první odpařovací komory (16), dále se sestává z průchodu (18), spojujícího první (16) a druhou (17) komoru a dále se sestává ze zařízení (20, 22) pro odměřování a dodávku, kontinuální a zároveň oddělenou, reagenčních materiálů (10) do první odpařovací komory (16) a očkovacího materiálu (11) do druhé expanzní komory (17) .

5. Zařízení pro metalurgické zpracování lázně taveniny podle nároku 4 . , vyznačující se tím, ž e první odpařovací komora (16) má boční a/nebo spodní stěnu ve styku s lázní taveniny, zatímco druhá expanzní komora (17) je otevřená směrem ku lázni taveniny, obě komory (16, 17) jsou udržovány pod tlakem tak, aby bylo lázni taveniny zabráněno v návratu do komory druhé.

6. Zařízení pro metalurgické zpracování lázně taveniny podle nároku 4. a nároku 5., vyznačující se tím, že průchod (18), spojující první odpařovací komoru (16) a druhou expanzní komoru (17) je přednostně ve větší výšce, než je lázeň taveniny.

7. Zařízení pro metalurgické zpracování lázně taveniny podle nároku 4. až nároku 6., vyznačující se tím, že první odpařovací komora (16) a druhá expanzní komora (17) jsou vzhledem k sobě spojeny v jedno těleso soustředným způsobem, nebo jedna vedle druhé, uvedené těleso je tvořeno jednou částí, nebo několika částmi, sestavenými dohromady.

8. Zařízení pro metalurgické zpracování lázně taveniny podle nároku 4. až nároku 7., vyznačující se tím, že první odpařovací komora (16) je spojená s ohřívací jednotkou určenou k přehřívání reagenčního materiálu (10) .

9. Zařízení pro metalurgické zpracování lázně taveniny podle nároku 4. až nároku 8., vyznačující se tím, že první odpařovací komora (16) s druhou expanzní komorou (17) jsou spojeny s kanály (19, 21), určenými k dopravě reagenčního materiálu (10) a očkovacího materiálu (11) , přicházejících z odměřovacího a dodávacího zařízení (20, 22), zmíněné kanály jsou spojeny do jedné sestavy, nebo jsou provedeny odděleně.

10. Zařízení pro metalurgické zpracování lázně taveniny podle nároku 4. až nároku 9.,vyznačující se tím, že reaktor (15) je ponořen do lázně taveniny, která má být zpracována.

11. Zařízení pro metalurgické zpracování lázně taveniny podle nároku 4. až nároku 9., vyznačující se tím, že reaktor (15) je umístěn podél stěn nádrže, nebo kanálu.