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Die Erfindung betrifft ein Vakuum/Unterdruck-Feinungs- bzw. Frischverfahren
und eine Vakuum/Unterdruck-Feinungs- bzw. Frischanlage zur Verwendung
bei der Metallfeinung bzw. Frischen, d. h. zum Frischen bzw. Feinen
oder Raffinieren von Legierungen wie z. B. Stahl usw., zum Beispiel
von geschmolzenem Metall usw. in einem Vakuum/Unterdruck-Konverter,
einer Entgasungsvorrichtung für
eine Vakuumpfanne usw.
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Im Dauerbetrieb einer Vakuum/Unterdruck-Frischbehandlung
bei Unterdruck werden die folgenden Schritte der Reihe nach wiederholt
ausgeführt,
um das behandelte geschmolzene Metall im Frischgefäß durch unbehandeltes
geschmolzenes Metall auszutauschen.
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Das heißt, im Fall einer Vakuum/Unterdruck-Frischanlage
mit einer Betriebsweise wie z. B. der in 11 dargestellten wird zunächst geschmolzenes
Metall in ein Frischgefäß eingefüllt, anschließend wird
das Gefäß mit einem
Deckel verschlossen, und der Innendruck des Frischgefäßes wird
auf Vakuum/Unterdruck abgesenkt. Im Fall einer Vakuum/Unterdruck-Frischanlage mit
einer in 12 dargestellten
Betriebsweise wird eine Pfanne, die das geschmolzene Metall enthält, in ein
Frischgefäß eingesetzt,
und anschließend
wird das Gefäß mit einem
Deckel verschlossen, und der Innendruck des Frischgefäßes wird
auf Vakuum/Unterdruck abgesenkt. Im Fall einer Vakuum/Unterdruck-Frischanlage
mit einer in 13 dargestellten Betriebsweise
wird eine Pfanne, die das geschmolzene Metall enthält, unter
einem Frischgefäß angeordnet,
und anschließend wird
das untere Ende des Frischgefäßes in das
geschmolzene Metall eingetaucht, und der Innendruck des Frischgefäßes wird
auf Vakuum/Unterdruck abgesenkt. Nach der Vakuum/Unterdruck-Behandlung wird der
Innendruck des Vakuum/Unterdruck-Frischgefäßes wieder
auf Atmosphärendruck
zurückgeführt, und
anschließend
wird der Deckel von dem Frischgefäß entfernt, um das Gefäß zu öffnen, oder
das untere Ende des Frischgefäßes wird
aus dem geschmolzenen Metall in der Pfanne entfernt. Dann wird das
behandelte geschmolzene Metall aus dem Frischgefäß entleert, oder die Pfanne
wird herausgenommen. Die Zeitspanne vom Ende dieser Arbeitsgänge bis
zum Beginn der nächsten
Behandlung ist eine Wartezeit.
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Die Verwendung eines filterähnlichen
Staubabscheiders in einer Evakuiereinrichtung ist beispielsweise
aus JP-A-6-17 115 bekannt. In einer solchen Anlage muß der Staubabscheider
mit einem Vakuum/Unterdruck-Frischgefäß verbunden und während der
Vakuum/Unterdruck-Frischbehandlung in einem hermetisch verschlossenen
Zustand eingesetzt werden, und daher wird während der Behandlung keine
darin enthaltene überschüssige Luft
abgesaugt. Wenn in dem Vakuum/Unterdruck-Frischgefäß Stäube in nichtoxidiertem
metallischem Zustand erzeugt werden, erreichen die Stäube den
Staubabscheider und bleiben dabei im nichtoxidierten Zustand. Wenn
aus irgendwelchen Gründen,
wie z. B. Druckausgleich auf Atmosphärendruck durch Luftzufuhr usw.,
Luft in den Staubabscheider eindringt, reagieren infolgedessen die
auf dem Filter abgeschiedenen Metallstäube mit der Luft, wodurch Probleme
durch Oxidation/Wärmeentwicklung
verursacht werden. Im Fall der Verwendung von Filtertuch für einen
Filter wird als Ergebnis das Filtertuch durch Hitze beschädigt oder
in gravierenden Fällen
völlig
verbrannt. Bei Verwendung von Keramik für einen Filter erfährt der
Filter selbst keine direkte Beschädigung durch Hitze, aber die
aufgefangenen Stäube
sintern, verstopfen die Filteröffnungen
und beeinträchtigen
die Filterleistung eines intakten Filters durch Verfestigung auf
dem Filter.
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Zur Lösung dieser Probleme offenbart
JP-A-8-3627, daß in
dem Fall, wo brennbare Substanzen in den Stäuben enthalten sind, der Staubabscheider
einer Druckwiederherstellung oder Reinigung durch Rückspülen mit
Argongas oder Stickstoffgas unterworfen werden muß, um eine
Beschädigung
des Filters durch die Luft zu verhindern, die bei der Druckrückführung nach
der Vakuumentgasungsbehandlung des behandelten geschmolzenen Metalls
eingeleitet wird.
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DE-B-1 225 679 offenbart ein Verfahren
und eine Vorrichtung zur Deaktivierung von spontan entflammbarem
Metallstaub, der bei der Vakuumentgasung von Stahl anfällt.
- 1) Das Problem der Filterbeschädigung bei
der Druckrückführung auf
Atmosphärendruck
unmittelbar nach der Vakuum/Unterdruck-Behandlung kann durch die
obenerwähnten
Maßnahmen
gelöst
werden, aber bisher sind noch keine Maßnahmen für den Beginn der nächsten Behandlung
usw. getroffen worden. Das heißt,
selbst wenn nach der Behandlung eine Reinigung durch Rückspülen mit
Argongas, Stickstoffgas oder dergleichen ausgeführt wird, können nicht alle auf dem Filter
festgehaltenen Stäube
abgetrennt werden und herabfallen, und ein Teil der Stäube kann
noch an dem Filter haftenbleiben und bis zum Beginn der nächsten Behandlung
zurückgehalten
werden. Falls die zurückbleibenden
Stäube
nichtoxidierte feinkörnige
Metallpulver mit hoher Sauerstoffaffinität enthalten, wie z. B. Magnesium
usw., ergibt sich am Beginn der nächsten Behandlung ein weiteres
Problem der Filterbeschädigung,
auch wenn die Druckwiederherstellung mit Argongas, Stickstoffgas
oder dergleichen ausgeführt
wird.
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Konkret erfolgt eine Beschädigung des
Filters durch Ansaugen einer großen Luftmenge von dem offenen
Anschlußstutzen
auf der Zulaufseite (Frischgefäß) des Staubabscheiders
in den Staubabscheider am Anfang der Vakuum/Unterdruck-Frischbehandlung,
beispielsweise von dem offenen Anschlußstutzen einer nicht an das
Frischgefäß angeschlossenen
Ausdehnungsrohrverbindung, den unteren Enden von RH-Tauchrohren
usw., wenn die Vakuum/Unterdruck-Evakuiereinrichtung 4 gestartet
werden soll, bevor die Ausdehnungsrohrverbindung 9 angeschlossen
ist, wie im Fall einer Vakuum/Unterdruck-Frischeinrichtung mit einer Ausdehnungsrohrverbindung 9 zwischen
dem Vakuum/Unterdruck-Frischgefäß 1 und
dem Staubabscheider 3 im zulaufseitigen Rohr 5,
wie in 4 dargestellt,
oder wenn die Vakuum/Unterdruck-Evakuiereinrichtung 4 gestartet
werden soll, bevor der Vakuumdeckel 14 vollständig in
Eingriff mit der Vakuum/Unterdruck-Frischeinrichtung gebracht wird,
wie in 9 dargestellt,
oder wenn die Vakuum/Unterdruck-Evakuiereinrichtung 4 gestartet
werden soll, be vor die Saugrohre 19 durch Anheben der Pfanne 17 in
einer Vakuum/Unterdruck-Frischeinrichtung in das geschmolzene Metall 13 eingetaucht
werden, wie in 10 dargestellt.
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Ferner wird, wenn das gereinigte
oder gefeinte bzw. gefrischte geschmolzene Metall während des
Betriebs der Vakuum/Unterdruck-Behandlung durch unbehandeltes geschmolzenes
Metall auszutauschen ist, die Druckrückführung auf Atmosphärendruck
ausgeführt,
und dann wird der Deckel vom Frischgefäß abgenommen, oder das untere
Ende des Frischgefäßes wird
aus dem geschmolzenen Metall herausgenommen, um die geschmolzenen
Metalle auszutauschen. Während
des Austauschs oder der Wartezeit zwischen zwei Behandlungen dringt
von dem zur Atmosphäre
hin offenen Stutzen atmosphärische
Luft in das Frischgefäß und das Rohr 5 ein,
welches das Frischgefäß mit dem
Staubabscheider verbindet. Ein Rohr ist vereinfacht in 4 usw. dargestellt, tatsächlich sind
aber in dem Rohr ein Gaskühler,
ein Zyklonabscheider usw. vorgesehen (in den Zeichnungen nicht dargestellt).
Das heißt,
das eigentliche Rohr weist oft eine große Nettokapazität auf. Daher
wird im Anfangsstadium der Behandlung nicht nur die durch Ansaugen
von außen
eingetragene Luft, sondern auch die Luft, die in dem Rohr zurückbleibt,
das sich vom Staubabscheider bis zum Frischgefäß erstreckt, dem Staubabscheider
zugeführt,
oxidiert die Reststäube
auf dem Filter, erzeugt Wärme
und beschädigt
den Filter in einigen Fällen.
- 2) Bisher sind keine Maßnahmen ergriffen worden, um
eine Beschädigung
von Filtertuch durch die Oxidation von auf dem Filtertuch abgeschiedenen
Stäuben
zu verhindern oder um das Verstopfen eines Keramikfilters zu verhindern,
das durch Ansaugen von atmosphärischer
Luft vom Staubentleerungsstutzen während der Vakuum/Unterdruck-Behandlung
verursacht wird, oder um eine Beschädigung der Einrichtung und Störung der
Staubentleerung infolge Oxidation und Sintern von Stäuben zu
verhindern, die sich durch Abscheiden und Herabfallen im unteren
Teil des Staubabscheiders ansammeln. Das heißt, die Vakuumabdichtung erfolgt
durch Bereitstellen eines Ventils, eines Deckels oder dergleichen
zur Vakuumabdichtung an der Staubaustragsöffnung, deren Abdichtungsfähigkeit
aber wegen der Staub durchlaßfunktion
wahrscheinlich durch die Stäube
schlechter wird, so daß eine
Undichtigkeit mit größerer Wahrscheinlichkeit
auftritt als an anderen Stellen der Vakuum/Unterdruck-Raffinationseinrichtung.
Bei erheblichem Undichtigkeitsgrad wird der Filter durch den Sauerstoff
in der Luft beschädigt,
die durch Ansaugen während
der Vakuum/Unterdruck-Behandlung eingetragen wird. Selbst wenn der
Undichtigkeitsgrad nicht so hoch ist, um den Filter direkt zu beschädigen, werden
die Stäube,
die sich durch Abscheiden und Herabfallen im unteren Teil des Staubabscheiders
ansammeln, durch den Sauerstoff oxidiert, entwickeln Wärme und
verursachen Probleme wie z. B. eine Beschädigung der Vakuumdichtung und
Austragstörungen
infolge Sintern des Staubs usw.
- 3) Es ist noch kein großtechnisches
Verfahren bekannt, um Stäube
in dem oben erwähnten
nichtoxidierten Metallzustand von hoher Reaktionsfähigkeit
mit Sauerstoff während
der Ausschaltzeit der Vakuum/Unterdruck-Behandlung aus dem Staubentleerungsauslaß stabil
auszutragen. Das heißt,
auch wenn die Druckwiederherstellung nach der Vakuum/Unterdruck-Behandlung
mit einem nichtoxidierenden Gas ausgeführt wird, und sobald während der
anschließenden
Zeitspanne zum Austragen der einmal auf dem Filter aufgefangenen
und dann abgeschiedenen und vom Filter herabgefallen Stäube aus
dem Staubabscheider nach außen
atmosphärische
Luft vom Staubentleerungsauslaß in
den Staubabscheider eingetragen wird, werden die auf dem Filter
abgeschiedenen Reststäube
oxidiert, führen
bei Verwendung von Filtertuch als Filter zu Hitzeschäden und
bei Verwendung von Keramik als Filter zu Staubsinterung und Verstopfung,
wodurch Funktionsstörungen
am Staubabscheider verursacht werden. Überdies führen Oxidation und Wärmeentwicklung
durch die atmosphärische
Luft an Stäuben,
die sich in der Nähe
des Staubentleerungsauslasses befinden oder gerade ausgetragen werden,
zu Hitzeschäden
an Vorrichtungen in der Nähe
des Auslasses, wie z. B. von Vakuumdichtungen usw., oder zu Austragstörungen wegen
Sinterung oder Verfestigung des Staubs.
- 4) Bisher sind keine Maßnahmen
gegen das Ansaugen von atmosphärischer
Luft usw. während
des Zeitraums von der Druckwiederherstellung bis zum Beginn der
nächsten
Behandlung er griffen worden. Das heißt, wenn das Eindringen von
Luft in den Staubabscheider durch Undichtigkeit usw. nach der Druckwiederherstellung
nicht verhindert wird, verschlechtert sich die Filterleistung des
Filters durch die Reststäube, oder
die Reststäube
erfahren eine Reaktion und Sinterung, wodurch Probleme wie z. B.
Störungen
bei der nächsten
Entleerung verursacht werden.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung
kann daher durch die in den Patentansprüchen definierten Merkmale gelöst werden.
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Die Erfindung wird nachstehend in
Verbindung mit den Zeichnungen ausführlicher beschrieben. Dabei zeigen:
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1 eine
Ansicht, die eine erste Ausführungsform
der vorliegenden Vakuum/Unterdruck-Frischeinrichtung darstellt;
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2 eine
Ansicht, die eine weitere Ausführungsform
der vorliegenden Vakuum/Unterdruck-Frischeinrichtung darstellt;
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3 eine
Ansicht, die eine Ausführungsform
einer Ausdehnungsrohrverbindung in der vorliegenden Vakuum/Unterdruck-Frischeinrichtung
darstellt, die am staubabscheiderseitigen offenen Rohrstutzen mit
einem Dichtungsdeckel ausgestattet ist;
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4 eine
Ansicht, die eine weitere Ausführungsform
der vorliegenden Vakuum/Unterdruck-Frischeinrichtung darstellt,
die eine Ausführungsform
einer Vakuum/Unterdruck-Frischeinrichtung
zur Ausführung des
vorliegenden Vakuum/Unterdruck-Frischverfahrens C ist;
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5 eine
Ansicht, die eine weitere Ausführungsform
der vorliegenden Vakuum/Unterdruck-Frischeinrichtung darstellt,
die eine Ausführungsform
einer Vakuum/Unterdruck-Frischeinrichtung
zur Ausführung des
vorliegenden Vakuum/Unterdruck-Frischverfahrens B ist;
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6 eine
Ansicht, die eine weitere Ausführungsform
einer Vakuum/Unterdruck-Frischeinrichtung zur Ausführung des
vorliegenden Vakuum/Unterdruck-Frischverfahrens A darstellt;
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7 eine
Ansicht, die eine weitere Ausführungsform
einer Vakuum/Unterdruck-Frischeinrichtung zur Ausführung des
vorliegenden Vakuum/Unterdruck-Frischverfahrens B darstellt;
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8 eine
Ansicht, die eine weitere Ausführungsform
einer Vakuum/Unterdruck-Frischeinrichtung darstellt;
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9 eine
Ansicht, die eine weitere Ausführungsform
einer Vakuum/Unterdruck-Frischeinrichtung darstellt;
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10 eine
Ansicht, die eine weitere Ausführungsform
einer Vakuum/Unterdruck-Frischeinrichtung darstellt;
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11 eine
Ansicht, die eine Ausführungsform
der Struktur einer Staubaustragsöffnung
darstellt; und
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12 eine
Ansicht, die eine weitere Ausführungsform
der Struktur einer Staubaustragsöffnung
darstellt.
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Nachstehend wird zunächst die
erste Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Für
die zum Beispiel in 1 dargestellte
Evakuiereinrichtung 4 kann beispielsweise irgendein Typ oder
irgendeine Konstruktion einer Evakuiereinrichtung und einer Strahlsaugpumpe
oder mechanischen Pumpe eingesetzt werden, solange diese eine Druckminderung
in einem Frischofen bzw. Raffinier- oder Feinungsofen und einem
Trockenstaubabscheider erzielen können.
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Als Filter 2 in einem Trockenstaubabscheider
können
Filter aus irgendeinem Material eingesetzt werden, beispielsweise
aus Filtertuch oder Keramik. Der Filter wird gegen alle derartigen
Stäube
verwendet, die eine Hitzeschädigung
oder Verstopfung verursachen können,
auf die sich die vorliegende Erfindung auswirkt.
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Der hier gebrauchte Begriff "Anschlußstutzen" bzw. "Anschlußöffnung" bedeutet einen Teil
der Schutzkammerwand zur Ausbildung eines hermetisch abgeschlossenen
Raums während
der Vakuum/Unterdruck-Behandlungzeit, wobei der Teil aus bestimmten
Gründen
während
der Ausschaltzeit außerhalb
der Vakuum/Unterdruck-Behandlungszeit geöffnet wird.
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Konkret bezieht sich in einer Vakuum/Unterdruck-Frischeinrichtung
wie der in 1 dargestellten
der Begriff "Anschlußstutzen" auf den offenen
Stutzen 24a der Ausdehnungsrohrverbindung 9 usw.,
der beim Ankuppeln oder Lösen
des Vakuumdeckels 14 an bzw. von dem Frischgefäß 1 beteiligt
ist. In einer Vakuum/Unterdruck-Frischeinrichtung wie der in 2 dargestellten bezieht
sich der Begriff "Anschlußstutzen" auf den offenen
Stutzen 24b des Vakuum/Unterdruck-Frischgefäßes 1,
der beim Ankuppeln oder Lösen
des Vakuumdeckels 14 an bzw. von dem Frischgefäß 1 beteiligt
ist. In einer Vakuum/Unterdruck-Frischeinrichtung
wie der in 10 dargestellten
bezieht sich der Begriff "Anschlußstutzen" auf den offenen
Stutzen 24c am unteren Ende des Saugrohrs 19.
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Das Schließen des Anschlußstutzens
bedeutet zum Beispiel den Anschluß des offenen Stutzens 24a der
Ausdehnungsrohrverbindung 9 an den offenen Teil des Vakuum/Unterdruck-Frischgefäßes 1,
um letzteres hermetisch zu verschließen, wie in der 1 und 8 dargestellt; das Ankuppeln des Vakuumdeckels 14 an
den offenen Teil des Frischgefäßes 1,
um das letztere hermetisch zu verschließen, wie in den 2 und 9 dargestellt; und das Eintauchen des
offenen Stutzens 24c am unteren Ende des Saugrohrs 19 in
geschmolzenes Metall, wie in 10 dargestellt,
um das letztere hermetisch zu verschließen. Selbstverständlich müssen zuvor
alle anderen Wege zur Atmosphäre,
zum Beispiel das Gaseinlaßventil 15 usw.,
geschlossen werden.
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Der hier gebrauchte Begriff "nichtoxidierendes
Gas" bedeutet ein
Gas, das keine Oxidations-(Verbrennungs-)Reaktion mit nichtoxidierten
Metallstäuben
(feinkörnigen
Pulvern) hervorrufen kann, konkret ein Inertgas, wie z. B. Stickstoffgas
oder Argongas. Streng genommen bedeutet der Begriff nicht nur chemisch
inerte Elemente, sondern ein Gas, das im wesentlichen außerstande
ist, eine Oxidations-(Verbrennungs-)Reaktion mit nichtoxidierten
Metallstäuben
(feinkörnigen
Pulvern) zu verursachen. Wenn der Filter des Staubabscheiders aus
einem nichtbrennbaren Material besteht, z. B. aus Keramik, kann
er sogar ein CO-Gas enthalten.
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Der Begriff "im wesentlichen" bzw. "weitgehend" wird hierin verwendet, da die notwendige
obere Sauerstoffgrenzkonzentration zur Verhinderung eines Filterschadens
von der Art, Konzentration usw. der in den Stäuben enthaltenen nichtoxidierten
Metallelemente abhängig
ist und daher nicht einfach definiert werden kann. Zum Beispiel
wird selbst in dem Fall mit einem Gehalt von mindestens 10% feinkörnigen Pulverstäuben aus
metallischem Magnesium, metallischem Mangan usw. der Fil ter überhaupt
nicht beschädigt,
solange der Sauerstoff bis zu einer Sauerstoffkonzentration von
nicht mehr als etwa 2–3%
durch das nichtoxidierende Gas ersetzt wird.
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Öffnen
des Anschlußstutzens
bedeutet die Freigabe des hermetisch abgeschlossenen Zustands, der durch
das oben erwähnte
Schließen
des Anschlußstutzens
hergestellt wurde, wodurch der Anschlußstutzen der Atmosphäre ausgesetzt
wird.
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Druckwiederherstellung bzw. "Druckrückführung" bedeutet, daß der Druck
der Atmosphäre
in der Einrichtung, der einmal auf einen Wert unter dem Umgebungsdruck
reduziert wurde, wieder im wesentlichen auf den umgebenden Atmosphärendruck
zurückgeführt wird,
wodurch ein Druck in der Einrichtung annähernd so eingestellt wird,
daß durch
Entleerungen bzw. Öffnungen
der Einrichtung keine Luft aus der umgebenden Atmosphäre angesaugt
wird.
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Zum Beispiel führt ein Druckunterschied von
etwa 20 bis 50 Torr nicht zum Ansaugen der Luft aus der umgebenden
Atmosphäre,
und Arbeitsgänge
zum Öffnen
des Vakuumdeckels und der Ausdehnungsrohrverbindung können vollständig ausgeführt werden,
wenn die unter vermindertem Druck stehende Atmosphäre in der
Einrichtung so aufrechterhalten wird, daß der Anschluß, das Ventil
usw. die gewöhnliche
Vakuumdichtungsfunktion aufweisen.
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Ferner bedeutet der hier gebrauchte
Begriff "frischgefäßseitiger
offener Stutzen stromaufwärts
vom Absperrventil" einen
offenen Querschnittsstutzen eines Rohrs usw., wenn der Anschlußstutzen
geöffnet
ist.
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Um Beschädigungen des Filters zu verhindern,
müssen
alle Anschlußstutzen
zur umgebenden Atmosphäre,
die stromaufwärts
vom Staubabscheider liegen, geschlossen werden, um in dem Rohr vom
Ofen zum zulaufseitigen Absperrventil 7 einen hermetisch
abgeschlossenen Zustand herzustellen, und dann wird das Absperrventil 7 für den Betrieb
des Staubabscheiders 3 geöffnet. Konkret ist das Absperrventil 7 im
zulaufseitigen Rohr 5 zu öffnen, nachdem die Ausdehnungsrohrverbindung 9 im
Falle von 1 mit dem
Anschlußstutzen
des Vakuumdeckels 14 verbunden wird, oder nachdem im Falle
von 2 der Vakuumdeckel 14 heruntergelassen
und in Eingriff mit dem Vakuum/Unterdruck- Frischgefäß 1 gebracht wird,
oder nachdem im Falle von 10 die
Pfanne 17 angehoben und das Saugrohr 19 in das
geschmolzene Metall 13 eingetaucht wird. Zum Schließen der
Anschlußstutzen,
um den hermetisch abgeschlossenen Zustand herzustellen, gehört selbstverständlich,
daß außer der
oben erwähnten
Ausdehnungsrohrverbindung, dem Vakuumdeckel usw. das Gaseinlaßventil 15 usw.,
falls vorhanden, geschlossen wird, das zur Rückführung des Drucks in der Einrichtung
geöffnet
wird. Kurz gesagt, es ist wesentlich, daß der Staubabscheider 3 in
Betrieb genommen wird, nachdem der vollständig hermetisch abgeschlossene
Zustand hergestellt worden ist. Die Inbetriebnahme des Staubabscheiders
muß durch
Starten der Evakuiereinrichtung 4 und Öffnen des abflußseitigen
Absperrventils 8 erfolgen, sobald oder bevor das zulaufseitige
Absperrventil 7 geöffnet
wird. Das heißt,
die Evakuiereinrichtung 4 muß betrieben werden, bevor das
Absperrventil 7 geöffnet
wird, wodurch ein hermetisch abgeschlossener Zustand hergestellt
wird, und das Ansaugen und Filtrieren von eingetragenem Gas werden
ausgeführt,
indem das zulaufseitige Absperrventil 7 geöffnet wird,
um den Staubabscheider 3 in Betrieb zu setzen.
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Selbst wenn der Staubabscheider 3 in
Betrieb genommen wird, nachdem, wie oben erwähnt, der hermetisch abgeschlossene
Zustand hergestellt worden ist, und wenn das Innenvolumen des Rohrs 5 usw.
vom zulaufseitigen Absperrventil 7 im Rohr 5 bis
zum Vakuum/Unterdruck-Frischgefäß 1 groß ist, kann
im Rohr 5 usw. zurückbleibender
atmosphärischer
Sauerstoff in der Anfangsphase des Staubabscheiderbetriebs zu beträchtlichen
Schäden
am Filter 2 führen.
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Zum Beispiel herrscht innerhalb der
ersten Minute im Anfangsstadium des Staubabscheiderbetriebs manchmal
eine Sauerstoffkonzentration von nahezu 20%. Um einen solchen Zustand
zu verhindern, sind stromaufwärts
vom Absperrventil 7 im Rohr 5, wie in 1 dargestellt, eine Rohrleitung 10 zum
Einleiten eines nichtoxidierenden Gases und ein Öffnungs- und Schließventil 11 vorgesehen,
um das nichtoxidierende Gas stromaufwärts vom Absperrventil 7 in
das Rohr 5 einzublasen und den Restsauerstoff im Rohr 5 usw.
im wesentlichen durch das nichtoxidierende Gas zu ersetzen, und
dann wird der Anschlußstutzen
zur umgebenden Atmosphäre
geschlossen.
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Für
die Stelle zum Einblasen des nichtoxidierenden Gases muß im Hinblick
auf die gesamte Konstruktion und Anordnung der Vakuum/Unterdruck-Raffinationseinrichtung
eine Position mit guter Austauschleistung gewählt werden. Im allgemeinen
ist eine vom Anschlußstutzen
entfernte Position wünschenswert,
z. B. eine Position in der Nähe
des Absperrventils 7 im zulaufseitigen Rohr 5,
wie in 1 dargestellt.
Im Falle einer großen
Fläche
des offenen Stutzens, wie in 2 dargestellt,
ist es zweckmäßig, das
Einblasen durch mehrere Rohrleitungen 10 ausführen, unmittelbar
bevor der Vakuumdeckel 14 in einen hermetisch verschlossenen
Zustand gebracht wird.
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Die Rohrleitung zum Einleiten des
nichtoxidierenden Gases in das zulaufseitige ofenseitige Rohr und stromaufwärts vom
Absperrventil in dem zulaufseitigen Rohr muß mit einem Öffnungs-
und Schließventil
ausgestattet sein, das den Gasdurchfluß starten oder unterbrechen
kann, um je nach der Konstruktion und Anordnung der Vakuum/Unterdruck-Frischeinrichtung
das notwendige nichtoxidierende Gas für einen weitgehenden Austausch
einzublasen.
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Das Verfahren zum Einblasen des nichtoxidierenden
Gases ist nicht nur auf die Verwendung der oben erwähnten speziellen
Rohrleitung beschränkt.
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Zum Beispiel kann ein von unten eingeblasenes
nichtoxidierendes Gas zum Frischen in dem Vakuum/Unterdruck-Frischgefäß eingesetzt
werden. In dem in 1 dargestellten
Fall kann der Gasaustausch für das
Rohr von der Ausdehnungsrohrverbindung 9 zum Vakuum/Unterdruck-Gefäß 1 rationell
mit dem von unten in den Ofen eingeblasenen nichtoxidierenden Gas
ausgeführt
werden, und ebenso können
andere Anordnungen der Einrichtung dafür verwendet werden.
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Ein weiteres Verfahren zum Absenken
der Sauerstoffkonzentration in der im Rohr usw. stromaufwärts vom
Absperrventil 7 zurückbleibenden
Luft, um die Filterschäden
in der Anfangsphase des Staubabscheiderbetriebs zu verhindern, besteht
darin, die Restluft vorher durch ein nichtoxidierendes Gas auszutauschen,
wie z. B. durch Stickstoffgas, Argongas usw., bevor die Vakuum/Unterdruck-Raffinationsbehandlung
gestartet wird. Die wirksamste zeitliche Festlegung für den vorherigen
Austausch der Restluft durch das nichtoxidierende Gas ist die Nutzung
der Druckrückführung am
Ende der letzten Frischbehandlung. Das heißt, vor dem Öffnen des
Gaseinlaßventils 15 und
dem Trennen der Ausdehnungsrohrverbindung 9 am Ende der
Vakuum/Unterdruck-Frischdauer sollte der Druck in dem Rohr stromaufwärts vom
Absperrventil mit dem nichtoxidierenden Gas wiederhergestellt werden,
indem das Absperrventil 7 am zulaufseitigen Rohr 5 geschlossen
wird, wobei es zweckmäßig ist,
die Rohrleitung 10 und das Öffnungs- und Schließventil 11 zum
Einleiten des nichtoxidierenden Gases in das Rohr stromaufwärts vom
Absperrventil zu benutzen, obwohl die Erfindung nicht nur auf eine
derartige Rohrleitung beschränkt
ist. Das heißt,
das von unten in den Ofen, die Pfanne usw. eingeblasene Rührgas kann
zusammen mit oder als Ersatz für
das oben erwähnte
nichtoxidierende Gas eingesetzt werden, solange es gleichfalls ein
nichtoxidierendes Gas ist.
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Besonders effizient ist die Nutzung
der zeitlichen Festlegung der Druckrückführung, wie oben erwähnt, für den Austausch
der Restluft in dem Rohr usw. auf der zulaufseitigen Seite durch
das nichtoxidierende Gas; wenn aber die Wartezeit für die nächste Behandlung
lang ist, tritt allmählich
Luft durch den offenen Stutzen 24a der Ausdehnungsrohrverbindung 9 usw.
in das Rohr ein und erhöht
die Sauerstoffkonzentration im Rohr. Um die Undichtigkeit zu verhindern,
ist an der Verbindungsstelle, wie z. B. der Ausdehnungsrohrverbindung 9 usw.,
ein abnehmbarer Dichtungsdeckel 21 für den staubabscheiderseitigen
offenen Stutzen vorgesehen, wie in 3 dargestellt
und der Dichtungsdeckel 21 wird während der Wartezeit vom Ende
der Druckrückführung und
des Gasaustausches bis zum Beginn der nächsten Vakuum/Unterdruck-Frischbehandlung
geschlossen, wodurch der staubabscheiderseitige offene Stutzen des
Rohrs 5 geschlossen wird.
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Der Dichtungsdeckel 21,
wie in 3 dargestellt,
ist zur Ausdehnungsrohrverbindung 9 hin gerichtet und weist
einen eigentlichen Dichtungsdeckel 21, eine Anhebe-/Absenkeinrichtung 22 für den Dichtungsdeckel und
einen Zylinder 23 zum her metischen Verschließen mit
dem Dichtungsdeckel auf. Nach dem Zurückziehen und Ausrücken der
Ausdehnungsrohrverbindung 9 vom Anschluß wird der Dichtungsdeckel 21 von
oben abgesenkt und gegenüber
dem offenen Rohrstutzen der staubabscheiderseitigen Ausdehnungsrohrverbindung 9 angeordnet
und dann durch den Zylinder 23 eng an den offenen Stutzen
angedrückt,
um den hermetischen Verschluß des
Dichtungsdeckels zu bewirken.
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Der Dichtungsdeckel 21 ist
nicht immer auf diese Konstruktion beschränkt und kann andere Konstruktionen
und Anordnungen annehmen, solange er die Funktion hat, den offenen
Stutzen während
der Wartezeit außerhalb
des Frischens zu verschließen,
ohne sich während
des Zeitraums der Vakuum/Unterdruck-Raffinationsbehandlung nachteilig
auf die Herstellung eines dicht verschlossenen Evakuierungssystems
auszuwirken.
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Der Dichtungsdeckel 21 kann
in irgendeiner Position bereitgestellt werden, die es ermöglicht,
das Eindringen von Luft in das Rohr 5 usw. weitgehend zu
verhindern, wobei das nichtoxidierende Gas zum Zeitpunkt der Druckrückführung durch
Austausch eingeleitet wird, wie oben erwähnt. Zum Beispiel ist im Fall
einer in 2 dargestellten
Vakuum/Unterdruck-Frischeinrichtung
eine solche geeignete Position ein offener Stutzen am oberen Ende
des Frischgefäßes 1.
Als beste Alternative kann der Dichtungsdeckel mit partieller Wirkung am
Anschlußteil
des Frischgefäßes 1 zum
zulaufseitigen Rohr 5 vorgesehen werden. Im Falle einer
in 10 dargestellten
Vakuum/Unterdruck-Frischeinrichtung wird der Dichtungsdeckel am
unteren Ende der Saugrohre 19 vorgesehen.
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Als nächstes wird im folgenden die
zweite Ausführungsform
beschrieben, die nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist.
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Eine "weitgehende Absperrung der atmosphärischen
Luft" kann erreicht
werden, indem die Sauerstoffkonzentration der Atmosphäre in der
Abdichtungskammer 54 in 4 mit
Hilfe eines durch die Rohrleitung 47 eingeblasenen Gases
auf wenige Prozent reguliert wird, ohne daß, im Gegensatz zum Vakuumevakuierungssystem,
ein streng abgeschlossener Raum in der Abdichtungskammer 54 notwendig
ist.
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"Nichtoxidierendes
Gas" hat die gleiche
Bedeutung wie weiter oben definiert.
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"Vakuumevakuierungsdauer" bedeutet eine Zeitspanne,
während
der das Innere des Trockenstaubabscheiders unter vermindertem Druck
unterhalb des umgebenden Atmosphärendrucks
gehalten wird und die atmosphärische
Luft durch Ansaugen vom Staubentleerungsauslaß 39 in den Trockenstaubabscheider
eingeleitet wird.
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Der Staubentleerungsauslaß 39 ist
vom Typ und von der Konstruktion unabhängig, solange er während der
Dauer der Vakuum/Unterdruck-Frischbehandlung vakuumdicht verschlossen
werden kann und während
der Ausschaltdauer der Vakuumbehandlung, wenn erforderlich, Stäube austragen
kann. Konstruktionsbeispiele für
den Staubentleerungsauslaß 39 werden
in den 5, 11 bzw. 12 durch das Bezugszeichen 39 bezeichnet.
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Die Grundidee ist, auch bei Vorhandensein
einer Undichtigkeit die Oxidation von im Inneren enthaltenen Stäuben und
die Wärmeentwicklung
zu verhindern, indem die atmosphärische
Luft an der Außenseite
der leckanfälligen
Stellen durch ein nichtoxidierendes Gas ersetzt wird, da es technisch
schwierig ist, jedes Leck vollständig
zu verhindern. "Leck" bedeutet das unbeabsichtigte
Ansaugen von atmosphärischer
Luft von außen,
das an Verbindungsstellen eines Gefäßes, von Rohren usw. zur Ausbildung
eines Vakuumraums und an nach außen führenden Ventilen usw. auftritt.
-
Die bevorzugte Abdichtung besonders
des Staubentleerungsstutzens gegenüber anderen Positionen und
Ventilen des Trockenstaubabscheiders, wie z. B. Gaseinlaßventile
usw., während
der Dauer des Vakuum/Unterdruck-Frischens wird ausgeführt, um
Maßnahmen
gegen einen Ausfall der Vakuumabdichtung zu treffen, der aus den
folgenden zwei Gründen
leicht zur Undichtigkeit führt.
Das heißt,
der erste Grund ist eine Anfälligkeit
für ein
Versagen der hermetischen Abdichtung usw. durch Eindringen von Staub
in Dichtungsteile, und der zweite Grund ist eine Zersetzung von
Dichtungsteilen durch Verschleiß,
der durch die hohe Abriebwirkung von Stäuben verursacht wird.
-
Wenn die Dichtungsfähigkeit
schlechter wird, sammeln sich vom Filter herabfallende Stäube leicht
um den Staubentleerungsstutzen herum an, und auf diese Weise werden
die Vorrichtungsteile leicht durch Oxidation und Wärmeentwicklung
der Stäube
beschädigt,
wie z. B. thermische Zersetzung von Runddichtringen. Außerdem stören Stäube an sich,
sobald sie durch Oxidation und Wärmeentwicklung
von Stäuben
zusammengesintert sind, die Staubentleerung nach der Vakuum/Unterdruck-Frischbehandlung.
-
Aus diesen Gründen ist es besonders notwendig,
den Bereich unmittelbar außerhalb
des Staubentleerungsstutzens während
der Dauer der Vakuum/Unterdruck-Frischbehandlung mit einem nichtoxidierenden Gas
abzudichten.
-
Diese Ausführungsform wird nachstehend
unter Bezugnahme auf Zeichnungen ausführlich beschrieben.
-
Die 11 und 12 zeigen Beispiele eines
Vakuumdichtungsventils und eines Vakuumdichtungsdeckels. Das Vakuumdichtungsventil 30 kann
irgendeines der gewöhnlichen
Vakuumkugelventile, Drosselventile usw. sein, und der Vakuumdichtungsdeckel 44 ist
typ- und strukturunabhängig,
solange er eine Vakuumabdichtung erreichen kann. Nach dem Stand
der Technik befindet sich an der Außenseite (Unterseite) des Vakuumdichtungsventils 30 und
des Vakuumdichtungsdeckels 44 atmosphärische Luft, und sobald an
dem Vakuumdichtungsteil eine Undichtigkeit auftritt, dringt durch
Saugwirkung sauerstoffhaltige Luft ein.
-
Andererseits ist die in 4 dargestellte Vakuumdichtungskammer 54 vorgesehen,
um die Außenseite
(Unterseite) des Vakuumdichtungsventils 30 und des Vakuumdichtungsdeckels
von der atmosphärischen Luft
abzusperren. Die Funktion des Staubentleerungsauslasses 39,
die Stäube
aus dem Trockenstaubabscheider 3 nach außen auszutragen,
erfordert, daß die
Tür 53 zum
Austragen von Stäuben
aus dem Staubentleerungsauslaß 39 in
den Bereich außerhalb
der Dichtungskammer 54 frei geöffnet oder geschlossen werden kann.
-
Um während der Vakuumevakuierungsdauer
den Innenraum der Dichtungskammer 54 unter eine nichtoxidierende
Gasatmosphäre
zu setzen, ist außerdem
eine Rohrleitung 47 zum Einlei ten des nichtoxidierenden
Gases in die Kammer erforderlich, und ein Öffnungs- und Schließventil 48 ist
erforderlich, um das Einleiten des nichtoxidierenden Gases zu unterbrechen,
wenn während
der Ausschaltdauer der Behandlung oder der Dauer der Staubentleerung
durch die offene Tür
eine Abdichtung erforderlich ist. Ohne Unterbrechung des Einleitens
von nichtoxidierendem Gas kann die Aufgabe gelöst werden, aber die oben erwähnten Verfahren sind
großtechnisch
vom Kostenstandpunkt aus wesentlich.
-
5 zeigt
ein Beispiel für
die Bereitstellung eines Drehschiebers 46 als Hilfsvorrichtung
zur Staubentleerung. Im weiten Sinne bedeutet "Hilfsvorrichtung zur Staubentleerung" eine Hilfsvorrichtung
zum Austragen von Stäuben,
einschließlich
eines Schneckenförderers
usw., neben dem Drehschieber. Das heißt, die Hilfsvorrichtung zur
Staubentleerung bezieht sich allgemein auf Vorrichtungen ohne irgendeine
Vakuumdichtung, die bereitgestellt werden, um eine Entladegeschwindigkeit
auf einen geeigneten Wert für
den nachfolgenden Staubtransport durch pneumatische Förderung
usw. einzustellen.
-
Bisher gab es weder ein Mittel noch
eine Vorrichtung zum Einleiten des nichtoxidierenden Gases in einen
Raum zwischen dem Vakuumdichtungsventil 30 usw. und der
Hilfsvorrichtung zur Staubentleerung. In dieser Ausführungsform
wird ein Raum zwischen dem Vakuumdichtungsventil 30 usw.
und der Hilfsvorrichtung zur Staubentleerung genutzt, um als Ersatz
für die
Dichtungskammer zu dienen, und das nichtoxidierende Gas wird gleichfalls
in den Raum eingeleitet, um während
der Vakuumevakuierungsdauer die äußere Atmosphäre um das
Vakuumdichtungsventil 30 usw. herum durch ein nichtoxidierendes
Gas auszutauschen oder unter einem nichtoxidierenden Gas zu halten.
-
Bei dem vorliegenden Vakuum/Unterdruck-Raffinationsverfahren
wird der Bereich außerhalb
des Vakuumdichtungsventils oder des Vakuumdichtungsdeckels am Staubentleerungsauslaß am Boden
des Trockenstaubabscheiders während
der Vakuumevakuierungsdauer mit einem nichtoxidierenden Gas abgedichtet, um
den Trockenstaubabscheider mit Hilfe der vorliegenden Vakuum/Unterdruck-Frischeinrichtung
zu betreiben.
-
Als nächstes wird im folgenden die
dritte Ausführungsform
beschrieben, die nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist.
-
Die vorliegende Vakuum/Unterdruck-Frischeinrichtung,
die mindestens einen Vakuum/Unterdruck-Frischofen, einen Trockenstaubabscheider
mit einem Filter und einem am Boden angebrachten Staubentleerungsauslaß, der frei
geöffnet
und geschlossen werden kann, sowie eine Evakuiereinrichtung aufweist, ist
dadurch gekennzeichnet, daß eine
Förderleitung
zur pneumatischen Förderung
von ausgetragenen Stäuben
luftdicht mit der Außenseite
des Staubentleerungsauslasses verbunden ist, daß eine Zuflußleitung
für ein nichtoxidierendes
Gas zur pneumatischen Förderung
an der Förderleitung
vorgesehen ist, und daß eine
Vorrichtung in einer hitzebeständigen
Konstruktion oder einer Kühlungskonstruktion
oder eine Vorrichtung in einer Staubkühlungskonstruktion am Zielpunkt
der pneumatischen Förderung
durch die Förderleitung
vorgesehen ist.
-
Wenn Stäube aus dem Trockenstaubabscheider
ausgetragen werden, dringt die atmosphärische Luft zumindest mit einem
Austausch- oder Verdrängungsvolumen,
das dem Volumen der ausgetragenen Stäube entspricht, durch Saugwirkung
in den Trockenstaubabscheider ein.
-
Eine Idee zur Verhinderung einer
solchen Saugwirkung ist das separate Einleiten eines nichtoxidierenden
Gases mit einem zumindest äquivalenten
Volumen in den Trockenstaubabscheider. Bei großer Querschnittsfläche des
offenen Stutzens dringt die atmosphärische Luft durch natürliche Konvektion
in den Trockenstaubabscheider ein. Um ein derartiges Eindringen
zu verhindern, muß die
Menge des einzuleitenden nichtoxidierenden Gases erhöht und der
Austrag von nichtoxidierendem Gas aus dem offenen Stutzen aufrechterhalten
werden. Das vorliegende, auf dieser Idee beruhende Vakuum/Unterdruck-Frischverfahren A
ist z. B. in 6 dargestellt.
-
Nach einer Alternative kann die eindringende
atmosphärische
Luft durch nichtoxidierendes Gas ausgetauscht werden. Konkret wird
dafür gesorgt,
daß außerhalb
des Staubentleerungsauslasses eine nichtoxidierende Gasatmosphäre vorherrscht.
Das vorliegende Vakuum/Unterdruck-Frischverfahren B beruht auf einer
derartigen Alternative. Eine geeignete Einrichtung zur Ausführung dieses
Vakuum/Unterdruck-Frischverfahrens ist die vorliegende Vakuum/Unterdruck-Frischeinrichtung.
-
Eine Aufgabe besteht darin, das Eindringen
von Luft in den Trockenstaubabscheider während der Staubentleerungsdauer
zu verhindern und außerdem
eine Oxidation der Stäube
durch Luft zu verhindern, und daher ist eine Voraussetzung, daß vor Beginn
der Staubentleerung die nichtoxidierende Gasatmosphäre in dem
Trockenstaubabscheider vorherrscht.
-
Zum Beispiel haben der Filter 2 und
die Evakuiereinrichtung 4 des in 6 dargestellten Trockenstaubabscheiders
die gleiche Bedeutung wie weiter oben definiert.
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Der Staubentleerungsauslaß 69 hat
die gleiche Bedeutung wie der weiter oben erwähnte Staubentleerungsauslaß 39. "Nichtoxidierendes
Gas" hat die gleiche
Bedeutung wie weiter oben definiert.
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Ein Beispiel eines Verfahrens zum
Einleiten des nichtoxidierenden Gases ist in 6 dargestellt. Es kann eine Spezialrohrleitung 64 zum
Einleiten des nichtoxidierenden Gases während der Staubentleerungsdauer
verwendet werden, oder es können
die Gaseinlaßleitung 63 zur
Druckwiederherstellung oder Rohrleitungen für andere Zwecke eingesetzt
werden. Da ein solches nichtoxidierendes Gas nicht während der
Dauer der Vakuum/Unterdruck-Frischbehandlung eingeleitet werden
sollte, ist es wesentlich, ein Öffnungs-
und Schließventil 65 in
der Spezialrohrleitung 64 zum Einleiten des nichtoxidierenden
Gases vorzusehen. Um eine richtige Gaseinblasmenge zur gleichzeitigen
Realisierung der Funktion und der Kosten einzustellen, ist es vorzuziehen,
in der Spezialrohrleitung 64 zum Einleiten des nichtoxidierenden
Gases ein Durchflußmengenregelventil 66 anzubringen.
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Die Durchflußmenge des einzuleitenden nichtoxidierenden
Gases ist von der Konstruktion des Staubentleerungsauslasses 69,
den Eigenschaften und der Menge des Stäube und der Gesamtgröße und Konstruktion
des Trockenstaubabscheiders 3 abhängig und kann daher nicht durch
eine einzige Begriffsbestimmung festgelegt werden. Um das Eindringen
von Luft durch Saugwirkung oder Konvektion durch den Staubentleerungsauslaß 69 weit gehend
zu verhindern, muß das
nichtoxidierende Gas in einem solchen Umfang in den Trockenstaubabscheider 3 eingeleitet
werden, daß das
nicht oxidierende Gas aus dem Staubentleerungsauslaß 69 ausfließen kann.
Konkret muß die
Durchflußmenge
nach einer Einstellung auf der Basis eines Probelaufs usw. ermittelt
werden.
-
Eine besonders günstige Zeit für das Einleiten
des nichtoxidierenden Gases in den Trockenstaubabscheider ist eine
Zeitspanne vom Beginn der Gaseinleitung unmittelbar vor Beginn des Öffnens des
Staubentleerungsauslasses zur Staubentleerung bis zum Ende des Schließvorgangs
des Staubentleerungsauslasses nach Beendigung der Staubentleerung.
Die Gaseinleitung kann gleichzeitig mit dem Öffnen/Schließen des Staubentleerungsauslasses
gestartet/beendet werden, in Abhängigkeit
von Bedingungen wie z. B. einer kleinen Größe des Staubentleerungsauslasses,
einer schnellen Öffnungs-/Schließgeschwindigkeit
usw.
-
Nach dem vorliegenden Vakuum/Unterdruck-Frischverfahren
B muß die
nichtoxidierende Gasatmosphäre
außerhalb
des Staubentleerungsauslasses vorherrschend bleiben. Der Grad, in
dem die Gasatmosphäre
vorherrschend bleiben muß,
ist ausreichend, wenn die Sauerstoffkonzentration auf höchstens
einige Prozent geregelt werden kann.
-
Daher muß zum Aufrechterhalten der
nichtoxidierenden Gasatmosphäre
die Vorrichtung nicht in dem Grade wie bei der Vakuumabdichtung
abgedichtet werden, um eine absolute Abdichtung zu erreichen, und
es reicht aus, wenn die nichtoxidierende Gasatmosphäre im wesentlichen
aufrechterhalten werden kann. Eine Abschirmung durch die nichtoxidierende
Gasatmosphäre
kann so beschaffen sein, daß die
oben erwähnte Sauerstoffkonzentration
unmittelbar außerhalb
des Staubentleerungsauslasses aufrechterhalten werden kann, damit
nicht durch Saugwirkung Luft durch den Staubentleerungsauslaß in den
Staubabscheider eindringen kann. Die Dauer der Aufrechterhaltung
der nichtoxidierenden Gasatmosphäre
ist die gleiche wie für
das Einleiten des nichtoxidierenden Gases in den Trockenstaubabscheider
entsprechend dem oben erwähnten
Vakuum/Unterdruck-Frischverfahren A.
-
Beispielsweise ist das vorliegende,
in 4 dargestellte Vakuum/Unterdruck-Frischverfahren
C ein Verfahren zur gleichzeitigen Ausführung der vorliegenden Vakuum/Unterdruck-Frischverfahren A
und B.
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Ein Beispiel der vorliegenden Vakuum/Unterdruck-Frischeinrichtung,
das sich zur Ausführung
des vorliegenden Vakuum/Unterdruck-Frischverfahren B eignet, ist
in 7 dargestellt.
-
Zunächst wird die Förderleitung 75 zur
pneumatischen Förderung
von ausgetragenen Stäuben
luftdicht mit der Außenseite
des Staubentleerungsauslasses 69 verbunden. Wenn die Verbindung
nicht luftdicht ist, dringt Luft ein, und die nichtoxidierende Gasatmosphäre kann
an der Außenseite
des Staubentleerungsauslasses 69 nicht vorherrschend gehalten
werden, wobei der Kontakt der Stäube
mit Luft nicht verhindert wird, was zur Wärmeentwicklung, zum Ansaugen
von Luft in den Trockenstaubabscheider und zu daraus resultierenden
Störungen
führt.
Solange sich die luftdichte Verbindung erreichen läßt, kann
zwischen dem Staubentleerungsauslaß 69 und der Förderleitung 75 eine
Austragszusatzvorrichtung, wie z. B. ein Drehschieber 76 usw.,
vorgesehen werden.
-
Die Förderleitung 75 ist
mit einer Zuflußleitung 77 zum
Einleiten des nichtoxidierenden Gases zur pneumatischen Förderung
ausgestattet. Durch Einleiten des nichtoxidierenden Gases durch
die Zuflußleitung 77 können Stäube pneumatisch
gefördert
werden, während
die nichtoxidierende Gasatmosphäre
an der Außenseite
des Staubentleerungsauslasses 69 vorherrschend bleibt.
Wenn ein oxidierendes Gas, wie z. B. Luft usw., als Gas für die pneumatische
Förderung
eingesetzt wird, dringt Luft durch den Staubentleerungsauslaß 69 in
den Trockenstaubabscheider 3 ein und beschädigt den
Filter 2, verursacht Hitzeschäden/-defekte von Vorrichtungen
wie z. B. Dichtungen usw. in der Nähe des Staubentleerungsauslasses 69 oder
verursacht Austragstörungen
durch Sintern/Verfestigung von Stäuben. Ferner treten Störungen bei
der pneumatischen Förderung
auf, die auf Rohrleitungsschäden/-defekte
zurückzuführen sind,
die durch Wärmeentwicklung
der Stäube
in der Förderleitung 75 und
durch Verstopfen infolge Sinterung/Verfestigung von Stäuben verursacht
werden.
-
Am Zielpunkt der pneumatischen Förderung
durch die Förderleitung 75 muß eine Vorrichtung
in einer hitzebeständigen
Konstruktion oder Kühlkonstruktion
oder eine Vorrichtung in einer Staubkühlungskonstruktion vorgesehen
werden. Wenn nach der Druckwiederherstellung durch das nichtoxidierende
Gas die Stäube durch
das nichtoxidierende Gas pneumatisch gefördert werden, dann werden sie
schließlich
am Zielpunkt der pneumatischen Förderung
von der Förderleitung 75 abgegeben
und in Kontakt mit Luftsauerstoff gebracht.
-
Wenn die Stäube feinkörnige Metallpulver in nichtoxidiertem
metallischem Zustand enthalten, wie z. B. Mg, Mn usw., dann findet
dort eine Wärmeentwicklung
statt. Daher ist es wesentlich, daß die Vorrichtung am Zielpunkt
der pneumatischen Förderung
eine solche Konstruktion aufweist, daß auch dann keine Schäden an der
Vorrichtung verursacht werden, wenn die Stäube eine starke Wärmeentwicklung
durchmachen. Mit anderen Worten, wenn die Vorrichtung am Zielpunkt
der pneumatischen Förderung
ein sekundärer
Staubabscheider mit Verwendung von Filtertuch ist, kann das Filtertuch
in einigen Fällen
infolge der Wärmeentwicklung der
Stäube
verbrannt werden.
-
Konkrete Beispiele der Vorrichtungen
am Zielpunkt der pneumatischen Förderung
sind unter anderem Vorrichtungen in hitzebeständiger Konstruktion, wie z.
B. ein feuerfest ausgekleideter Staubsammelbehälter, ein feuerfest ausgekleidetes
Staubabscheiderrohr usw., Vorrichtungen in einer Kühlkonstruktion,
wie z. B. ein wassergekühltes
Staubabscheiderrohr, ein Gaskühler,
ein wassergekühlter
Zyklonabscheider usw. und Vorrichtungen in einer Konstruktion, die
eine direkte Kühlung
von Stäuben
an sich ermöglicht,
wie z. B. ein Wasserbehälter,
ein Staubabscheiderrohr, durch das ein Gas von normaler Temperatur
mit ausreichend hoher Wärmekapazität fließt,. um
die von den pneumatisch geförderten
Stäuben
entwickelte Wärmemenge
aufzunehmen, usw.
-
Ferner ist das Durchleiten des nichtoxidierenden
Gases außerhalb
der Zeitspanne der pneumatischen Staubförderung vom Kostenstandpunkt
aus nicht wünschenswert,
und daher ist es günstig,
ein Öffnungs-
und Schließventil 78 in
der Zuflußleitung
zum Einleiten des nichtoxidierenden Gases für die pneuma tische Förderung
bereitzustellen. Außerdem
ist es zur Herstellung geeigneter Bedingungen für die pneumatische Förderung
der Stäube
wünschenswert,
in der Zuflußleitung 77 zum
Einleiten des nichtoxidierenden Gases für die pneumatische Förderung
einen Druckregler und einen Durchflußmengenregler 79 bereitzustellen.
-
Beispiele anderer Einrichtungen als
der vorliegenden, in den 6 und 7 dargestellten Vakuum/Unterdruck-Frischeinrichtung,
die sich zur Ausführung
des vorliegenden Vakuum/Unterdruck-Frischverfahrens B eignen, sind
unter anderem die in den 4 und 5 dargestellten Einrichtungen,
wobei die Durchflußgeschwindigkeit
des nichtoxidierenden Gases, beispielsweise Ar, nicht die gleiche
ist.
-
Als nächstes wird die vierte Ausführungsform
beschrieben, die nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist.
-
Die Zeitspanne vom Ende der Druckrückführung bis
zum Beginn der nächsten
Behandlung ist die sogenannte Wartezeit, während der im Falle eines Unterdrucks
(eines niedrigeren Drucks als des Atmosphärendrucks) die atmosphärische Luft
eindringt, auch wenn der Trockenstaubabscheider nicht in Betrieb
ist, und der Sauerstoff in der atmosphärischen Luft mit Metallen reagieren
kann, die in dem damit verbundenen System zurückbleiben, und die Metalle
bis zur Verbrennung erhitzt, was zur Beschädigung des Filters und anderer
Vorrichtungen in der Nähe
der Stellen mit zurückgebliebenem
Staub führt,
z. B. des Vakuumventils, der Vakuumdichtungen usw. am Staubentleerungsstutzen.
Reststäube
verursachen leicht eine Störung
beim luftdichten Schließen
des Dichtungsteils des Absperrventils, die auf die Gegenwart von
Stäuben
zurückzuführen ist,
und schädigen
die Vakuumdichtung häufiger
als gewöhnlich
infolge Verschleiß der
Dichtungselemente durch Stäube.
Selbst wenn die Anschlußstutzen
des zulaufseitigen/abflußseitigen
Absperrventils, Staubfördereinrichtungen
oder dergleichen zur atmosphärischen
Luft hin voll geschlossen sind, ist es im großtechnischen Maßstab schwierig,
den vollständig
hermetisch abgeschlossenen Zustand aufrechtzuerhalten. Außerdem nimmt
die Temperatur des Staubabscheiders und innerer Konstruktionen im
Verlauf der Behandlungsdauer bis zum Ende der Behandlung ab, und
das Volumen des eingefüllten
nichtoxidierenden Gases schrumpft während der Druckrückführung. Zum
Ausgleich dafür
ist es notwendig, das nichtoxidierende Gas, wie z. B. ein Stickstoffgas,
Argongas usw., kontinuierlich oder intermittierend in den Staubabscheider
einzublasen, um einen Anstieg der Sauerstoffkonzentration infolge
Undichtigkeit der Ventile zu unterdrücken.
-
Die Strömungsgeschwindigkeit bzw. -rate
des einzublasenden Gases ist ausreichend, wenn sie das Innere des
Staubabscheiders unter einem Druck oberhalb des Atmosphärendrucks
halten kann, d. h. unter sogenanntem Überdruck, und sollte in Anbetracht
der Konstruktion und der Kapazität
der einzelnen Vorrichtungen und Geräte sowie des Leckverlusts durch
die Ventile festgelegt werden. Eine höhere Strömungsgeschwindigkeit ist für die Aufgabe
der Erfindung nicht problematisch, solange sie einen Überdruck
liefern kann, ist aber vom Kostenstandpunkt aus nutzlos.
-
Konkret wird, wie in 6 dargestellt, das nichtoxidierende Gas
während
der Wartezeit im Anschluß an
die Druckrückführung in
den Trockenstaubabscheider 3 eingeblasen, um einen Überdruck
herzustellen, wobei die Injektionsleitung 64 zum Einblasen
eines nichtoxidierenden Gases, wie z. B. Stickstoffgas, Argongas usw.,
in den Trockenstaubabscheider 3, das Öffnungs- und Schließventil 65 und
das manuelle oder automatische Durchflußmengenregelventil 66 zur
Einstellung der notwendigen Durchflußmenge verwendet werden. Vorzugsweise
werden eine andere Rohrleitung und ein anderes Öffnungs- und Schließventil
als diejenigen für die
Druckrückführung benutzt,
wie in 6 dargestellt,
aber die Gaszuflußleitung 63 zur
Verwendung beim Einblasen eines nichtoxidierenden Gases, wie z.
B. Stickstoffgas, Argongas usw., während der Druckrückführungsperiode
kann dafür
benutzt werden.
-
Was die anderen Rohrleitungen betrifft,
so ist es vorzuziehen, daß der
Trockenstaubabscheider 3 außer der Gaszuflußleitung 63 zur
Druckrückführung durch
Schließen
sowohl des frei öffnenden/schließenden Absperrventils 7,
das im zulaufseitigen Rohr 5 für den Anschluß des Vakuum/Unterdruck-Frischgefäßes 1 an den
Trockenstaubabscheider 3 vorgesehen ist, als auch des frei öffnenden/schließenden Absperrventils 8,
das im abflußseitigen
Rohr 6 für
den Anschluß des
Trockenstaubabscheiders 3 an die Unterdruck-Evakuierungseinrichtung 4 vorgesehen
ist, mit einer Injektionsleitung 64 für nichtoxidierendes Gas, die
ein Öffnungs-
und Schließventil 65 mit
nichtelektrischer/nichtpneumatischer Öffnungsfunktion zum freien Öffnen/Schließen des Ventils
sowie ein Durchflußmengenregelventil 66 aufweist,
und außerdem
mit einem Sicherheitsventil 61 ausgestattet ist, das öffnen kann,
wenn das Innere des Trockenstaubabscheiders 3 unter Überdruck
gesetzt wird.
-
Der erste Grund für die bevorzugte Bereitstellung
der anderen Rohrleitung besteht darin, die Injektionsleitung 64 für nichtoxidierendes
Gas in ein Steuerungssystem zu integrieren, das effektiv in der
Lage ist, während
eines nicht steuerbaren bzw. nicht beeinflußbaren Zustands ein automatisches Öffnen herbeizuführen, d.
h. den sogenannten nichtelektrisch/ nichtpneumatisch geöffneten
Zustand, während
das Öffnungs-
und Schließventil 59 zur
Druckrückführung gewöhnlich in
einen solchen Steuerkreis integriert ist, daß während eines nicht steuerbaren
Zustands, wie z. B. eines Stromausfalls, einer Unterbrechung der
Antriebs-Druckluftzufuhr usw., ein automatisches Schließen erreicht
wird, d. h. der sogenannte nichtelektrisch/nichtpneumatisch geschlossene
Zustand, um Störungen
zu verhindern, wie z. B. einen zu hohen Rückführungsdruck usw. Der hier gebrauchte
Begriff "nichtelektrisch/nichtpneumatisch
geöffnet" bedeutet allgemein
eine "Notfallöffnungs"-Konstruktion, um das Ventil während jedes
nicht steuerbaren Zustands, der nicht immer durch Unterbrechung
der Stromversorgung/Druckluftzufuhr verursacht wird, durch Federkraft
usw. zu öffnen.
-
Der zweite Grund ist die Verwendung
einer niedrigen Durchflußmenge,
wie z. B. nicht mehr als höchstens
1 Standard-m3/min zur Erzeugung eines Überdrucks
während
der Wartezeit, während
im Falle der Druckrückführung eine
hohe Durchflußmenge,
z. B. einige -zig Standard-m3/min, verwendet
werden müssen,
da die Druckrückführung gewöhnlich innerhalb
kurzer Zeit, z. B. höchstens
innerhalb weniger Minuten, ausgeführt werden muß. Wenn
daher ein- und dieselbe Rohrleitung verwendet wird, ist es unvermeidlich,
im Durchflußmengenregelventil
usw. zwei Durchflußmengen
einzustellen, und gewöhnlich
ist es schwierig, ein Durchflußmengenregelventil
zu beschaffen, das die Durchflußmenge
in einem breiten Verhältnisbereich
von 1 bis zu mehr als einer hohen zweistelligen Zahl regeln kann.
-
Außerdem wird in der Ausführungsform
von 6 das Innere des
Trockenstaubabscheiders 3 unter Überdruck in einer Stickstoffgasatmosphäre gehalten,
indem ein Sicherheitsventil 61 bereitgestellt wird, das auf
einen etwas höheren
Förderdruck
als den Atmosphärendruck
am Trockenstaubabscheider 3 eingestellt ist, und während der
Wartezeit stets kontinuierlich ein nichtoxidierendes Gas mit einer
etwas erhöhten
Durchflußmenge
eingeblasen wird. Der Überdruck
kann gehalten werden, indem ein Öffnungs-
und Schließventil 65 in der
Injektionsleitung 64 für
nichtoxidierendes Gas mit Anzeigewerten eines Druckdetektors in
einem Trockenstaubabscheider 3 verriegelt wird und intermittierend
das Gas einbläst,
um das Innere des Trockenstaubabscheiders 3 weder unter
einem Unterdruck noch unter einem zu hohen Überdruck zu halten; aber dazu
ist die Bereitstellung eines Reservegeräts wünschenswert, das auch bei einem
Stromausfall usw. ständig
eine Funktion zum Halten eines Überdrucks
aufrechterhalten kann.
-
(Beispiele)
-
Zunächst werden im folgenden Beispiele
gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben.
-
Nachstehend wird ein konkretes Beispiel
durch Betriebsergebnisse des Oxidations-/Reduktions-Frischens von
schlackehaltigem geschmolzenem Stahl in einem in 1 dargestellten Vakuum/Unterdruck-Frischgefäß 1 mit
einer Kapazität
von 60 Tonnen angegeben. Als Filter 2 wurde ein Tetron-Filter
mit einer normalen Hitzebeständigkeitstemperatur
von 130°C
verwendet. Filterschäden
wurden nicht nach jeder Vakuum/Unterdruck-Frischbehandlung durch Sichtprüfung kontrolliert,
sondern durch Beurteilung der Intaktheit des Filters anhand des
Filterdruckverlusts, der an Stellen vor und hinter dem Filter gemessen
wurde, der Konzentration, des pH-Werts usw. des Abwassers von einem
Kondensator (in der Zeichnung nicht darge stellt) der abflußseitigen
Unterdruck-Evakuiereinrichtung 4, und wenn dadurch etwas
Ungewöhnliches
festgestellt wurde, wurde der Filter 2 direkt kontrolliert.
-
(Beispiel 1)
-
Nach Beendigung des Anschlusses der
Ausdehnungsrohrverbindung 9 zu Beginn der Vakuum/Unterdruck-Frischbehandlung
wurde das Absperrventil 7 im zulaufseitigen Rohr 5 geöffnet. Vor
dem Öffnen
des Absperrventils 7 wurde die Unterdruck-Evakuiereinrichtung 4 betätigt, und
das abflußseitige
Absperrventil 8 wurde geöffnet. Als Ergebnis wurde festgestellt,
daß der
Filter für
den unlegierten Stahl intakt war, aber bei der nächsten Vakuum/Unterdruck-Frischbehandlung
von Manganhartstahl beschädigt
wurde.
-
(Beispiel 2)
-
Zu Beginn der Vakuum/Unterdruck-Frischbehandlung
wurde 60 Sekunden lang Stickstoffgas aus der Rohrleitung 10 eingeleitet,
und dann wurde die Ausdehnungsrohrverbindung 9 angeschlossen.
Nach beendetem Anschluß wurde
das Absperrventil 7 im zulaufseitigen Rohr 5 geöffnet. Vor
dem Öffnen
des Absperrventils 7 wurde die Unterdruck-Evakuiereinrichtung 4 betätigt, und
das abflußseitige
Absperrventil 8 wurde geöffnet. Als Ergebnis wurde der
Filter überhaupt
nicht beschädigt.
-
(Beispiel 3)
-
Am Ende der letzten Vakuum/Unterdruck-Frischbehandlung
wurde der Druck auf der Zulaufseite des Absperrventils 7 im
zulaufseitigen Rohr 5 mit Stickstoffgas wiederhergestellt,
wobei eine Rohrleitung 10 benutzt und das Gas von unten
in den Ofen eingeblasen wurde. Zu Beginn der vorliegenden Vakuum/Unterdruck-Frischbehandlung
wurde der Betrieb auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 ausgeführt. Als
Ergebnis wurde der Filter während
der laufenden Behandlungsperiode nicht beschädigt, wurde aber während der
Behandlungsperiode im Anschluß an
die zweistündige
Wartezeit beschädigt.
-
(Beispiel 4)
-
In Beispiel 3 wurde der offene Stutzen
der Ausdehnungsrohrverbindung 9 auf der Staubabscheiderseite
während
der gesamten Wartezeit mit einem Dichtungsdeckel verschlossen. Als
Ergebnis wurde der Filter unabhängig
von der Dauer der Wartezeit nicht beschädigt.
-
(Beispiel 5)
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In Beispiel 3 wurde zu Beginn der
vorliegenden Vakuum/Unterdruck-Frischbehandlung 30 Sekunden lang
ein Stickstoffgas aus der Rohrleitung 10 eingeblasen. Als
Ergebnis wurde der Filter während
der durchgehenden Behandlungsperiode nicht beschädigt, wurde aber während der
Behandlungsperiode im Anschluß an
die Wartezeit von 8 Stunden beschädigt.
-
(Beispiel 6)
-
In Beispiel 4 wurde zu Beginn der
vorliegenden Vakuum/Unterdruck-Frischbehandlung 20 Sekunden lang
Stickstoffgas aus der Rohrleitung 10 eingeblasen. Als Ergebnis
wurde der Filter unabhängig
von der Dauer der Wartezeit nicht beschädigt, auch nicht im Fall von
Manganhartstahl.
-
(Vergleichsbeispiel 1)
-
Zu Beginn der Vakuum/Unterdruck-Frischbehandlung
und vor Beendigung des Anschlusses der Ausdehnungsrohrverbindung 9 wurde
die Unterdruck-Evakuiereinrichtung 4 betätigt, und
dann wurde das Absperrventil 7 geöffnet, um das Gas in den Staubabscheider 3 einzuleiten.
Als Ergebnis wurde der Filter während
der Dauer der sechsten Behandlung durch Verbrennen beschädigt.
-
Als nächstes wird im folgenden ein
Beispiel gemäß der zweiten
Ausführungsform
beschrieben.
-
(Beispiel 7)
-
Die Ausführungsform wurde auf das Oxidations-/Reduktions-Frischen
von schlackehaltigem geschmolzenem Stahl in einem in 4 dargestellten Vakuum/Unterdruck-Frischofen 1 angewandt.
Im Trockenstaubabscheider 3 wurde Tetron-Filtertuch mit
einer normalen Hitzebeständigkeitstemperatur
von 130°C
als Filter 2 eingesetzt.
-
Am Stutzen bzw. der Öffnung 39 zum
Entleeren von Stäuben
aus dem Trockenstaubabscheider 3 wurde ein druckluftgesteuertes
Vakuumkugelventil als Vakuumdichtungsventil 30 verwendet.
Jedes Mal nach beendeter Druckwiederherstellung nach dem Vakuum/Unterdruck-Frischen
wurde das Vakuumkugelventil 30 geöffnet, um die Stäube zu entleeren.
-
Zunächst war die Unterseite des
Vakuumdichtungsventils 30 zur atmosphärischen Luft hin offen, und unterhalb
des Ventils wurde nur ein Staubaufnahmebehälter 42 angebracht,
wie in 11 als Vergleichsbeispiel
dargestellt. Als Ergebnis wurde in dem kegelförmigen Bereich 55 am
unteren Teil des Trockenstaubabscheiders 3 während der
Vakuumevakuierungsdauer Wärme
entwickelt, und in drei von insgesamt 20 Durchgängen wurden
im kegelförmigen
Bereich 55 Stäube
gesintert. Nach der Behandlung war der Austrag der Stäube unmöglich, und
im Filtertuch entstanden sogar Löcher
in der Größe einer
kleinen Bohne.
-
Dann wurde unterhalb des Vakuumdichtungsventils
eine Dichtungskammer 54 angebracht, wie in 4 dargestellt, und das Innere der Dichtungskammer 54 wurde
mit Stickstoffgas gespült.
Dann wurde das Vakuum/Unterdruck-Frischen ausgeführt. Die Sauerstoffkonzentration
in der Dichtungskammer 54 wurde mit einem Sauerstoffkonzentrationsmeßgerät gemessen,
und die Stickstoffgas-Durchflußmenge
wurde so eingestellt, daß die
Sauerstoffkonzentration auf nicht mehr als etwa 2% gehalten wurde.
Als Ergebnis wurde in insgesamt 50 Durchgängen weder eine Wärmeentwicklung
im kegelförmigen
Bereich 55 während
der Vakuumevakuierungszeit noch ein Mißlingen der Staubentleerung
nach der Behandlung festgestellt.
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Außerdem wurde unterhalb des
Vakuumdichtungsventils 30 ein Drehschieber 46 vorgesehen,
und die Rohrleitung 47 für die Zufuhr von Stickstoffgas
wurde an die kurze Verbindungsleitung 39 zwischen dem Vakuumdichtungsventil
und dem Drehschieber angeschlossen, wie in 5 dargestellt. Das Stickstoffgas wurde während der
Vakuumevakuierungszeit aus der Rohrleitung 47 mit einer
Durchflußmenge
von 0,3 Standard-m3/min zugeführt. Als
Ergebnis wurde in insgesamt 103 Durchgängen weder eine Wärmeentwicklung
im kegelförmigen
Bereich 55 während
der Vaku umevakuierungszeit noch ein Mißlingen der Staubentleerung nach
der Behandlung festgestellt.
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Als nächstes werden im folgenden
Beispiele gemäß der dritten
Ausführungsform
beschrieben.
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(Beispiele 8 bis 11)
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Die Ausführungsform wurde auf das Oxidations-/Reduktions-Frischen
von schlackehaltigem geschmolzenem Stahl in einem Vakuum/Unterdruck-Frischofen
mit einer Kapazität
von 60 Tonnen angewandt. Tetron-Filtertuch mit einer normalen Hitzebeständigkeitstemperatur
von 130°C
wurde als Filter verwendet. Nach einer bestimmten Betriebsdauer
wurden Beschädigungen
des Filtertuchs im geöffneten
Zustand kontrolliert. Die Staubentleerung wurde jedes Mal nach dem
Ende der Druckrückführung nach
dem Vakuum/Unterdruck-Frischen ausgeführt.
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(Beispiel 8)
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Das vorliegende Vakuum/Unterdruck-Frischverfahren
A wurde in einer in 6 dargestellten
Vakuum/Unterdruck-Frischeinrichtung
ausgeführt,
indem Stickstoffgas mit einer Durchflußmenge von 2 Standard-m3/min während
der Staubentleerungsdauer in den Trockenstaubabscheider 3 eingeblasen
wurde. Als Ergebnis trat in dem kegelförmigen Bereich 85 am
unteren Teil des Trockenstaubabscheiders 3 nur in drei
von insgesamt 50 Durchgängen
während
der Staubentleerungszeit eine Wärmeentwicklung
auf, jedoch weder zurückbleibender
Staub noch eine Störung
beim Öffnen/Schließen des
Kugelventils 60 zur Staubentleerung usw., und das Filtertuch
erwies sich gleichfalls als intakt.
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(Beispiel 9)
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Das vorliegende Vakuum/Unterdruck-Frischverfahren
B wurde in einer in 4 dargestellten
Vakuum/Unterdruck-Frischeinrichtung
ausgeführt,
indem der Bereich unmittelbar außerhalb des Staubentleerungsauslasses 39 während der
Staubentleerungszeit mit Stickstoffgas abgeschirmt wurde, wodurch
eine Sauerstoffkonzentration von etwa 1,5% entstand. Als Ergebnis
trat nur in einem von insgesamt 63 Durchgängen während der
Staubentleerungszeit eine Wärmeentwicklung
im kegelförmi gen
Bereich 55 am unteren Teil des Trockenstaubabscheiders 3 auf,
aber weder zurückbleibender
Staub noch eine Störung
beim Öffnen
oder Schließen
des Kugelventils 30 zur Staubentleerung usw., und das Filtertuch
erwies sich gleichfalls als intakt.
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(Beispiel 10)
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Das vorliegende Vakuum/Unterdruck-Frichverfahren
C wurde in einer in 4 dargestellten
Vakuum/Unterdruck-Frischeinrichtung
ausgeführt,
indem die gleiche Dichtungskammer 54 und die Zuflußleitung 47 für nichtoxidierendes
Gas am unteren Teil des Staubentleerungsauslasses der Vakuum/Unterdruck-Frischeinrichtung
vorgesehen wurden, wie in 4 dargestellt,
das Verfahren zum Einblasen von Stickstoffgas in den Trockenstaubabscheider 3 unter
den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 8 ausgeführt und
gleichzeitig der Bereich unmittelbar außerhalb des Staubentleerungsauslasses 39 unter
den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 9 mit Stickstoffgas
abgeschirmt wurde. Als Ergebnis traten überhaupt keine Wärmeentwicklung,
kein zurückbleibender
Staub und keine Störung
beim Öffnen
oder Schließen
des Kugelventils 30 zur Staubentleerung usw. auf, und das
Filtertuch erwies sich gleichfalls als intakt.
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(Vergleichsbeispiel 2)
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Bei der in 6 dargestellten Vakuum/Unterdruck-Frischeinrichtung
wurde weder während
der Staubentleerungszeit Stickstoff in den Trockenstaubabscheider 3 eingeblasen,
noch im Bereich unmittelbar außerhalb
des Staubentleerungsauslasses 69 eine nichtoxidierende
Gasatmosphäre
aufrechterhalten. Als Ergebnis trat in 13 von insgesamt 20 Durchgängen während der
Staubentleerungszeit im kegelförmigen
Bereich 85 am unteren Teil des Trockenstaubabscheiders 3 eine
Wärmeentwicklung
auf, wobei in zwei von diesen Durchgängen das Kugelventil 60 zur
Staubentleerung klemmte und eine Störung beim Schließen des
Ventils auftrat. Durch Sinterung und Verfestigung blieb teilweise
Staub zurück,
und nach 20 Wärmebehandlungsdurchgängen entstanden
Löcher
im Filtertuch von der Größe einer
kleinen Bohne.
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(Beispiel 11)
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In der vorliegenden, in 7 dargestellten Vakuum/Unterdruck-Frischeinrichtung
wurden Stäube
mit einem Stickstoffgas, das von einem Behälter 80 für nichtoxidierendes
Gas zugeführt
wurde, pneumatisch gefördert.
Als Ergebnis trat in dem kegelförmigen
Bereich 85 und in der Förderleitung 75 überhaupt
keine Wärmeentwicklung
auf, und es wurde auch keine Störung
beim Öffnen
oder Schließen
des Kugelventils 60 zur Staubentleerung beobachtet.
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(Vergleichsbeispiel 3)
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An die Zuleitung 77 der
vorliegenden, in 7 dargestellten
Vakuum/Unterdruck-Frischeinrichtung wurde ein Kompressor zur pneumatischen
Förderung
von Stäuben
durch Luftdruck angeschlossen. Als Ergebnis trat in 4 von insgesamt 10 Durchgängen eine
Wärmeentwicklung
in der Förderleitung 75 auf,
wobei in zwei von diesen Durchgängen
beobachtet wurde, daß die
Stäube
nicht durch den Drehschieber 76 aufgefangen und die Stäube nicht
aus dem Drehschieber 76 ausgetragen wurden.
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Als nächstes wird im folgenden ein
Beispiel gemäß der vierten
Ausführungsform
beschrieben.
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(Beispiel 21)
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Nachstehend wird ein konkretes Beispiel
angegeben, wobei auf Betriebsergebnisse des Oxidations-/Reduktions-Frischens von schlackehaltigem
geschmolzenem Metall in dem in 6 dargestellten
Vakuum/Unterdruck-Frischgefäß 1 mit
einer Kapazität
von 60 Tonnen Bezug genommen wird. Als Filter wurde Tetron-Filtertuch
mit einer normalen Hitzebeständigkeitstemperatur
von 130°C
verwendet. Beschädigungen
des Filters wurden nach einer bestimmten Betriebsdauer im geöffneten
Zustand geprüft.
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Ergebnisse der Sauerstoffkonzentrationsmessung
im Trockenstaubabscheider 3 in dem Beispiel, das auf dem
Einblasen von Stickstoffgas während
der Wartezeit entsprechend der Ausführungsform beruhte, und in
einem Vergleichsbeispiel ohne Stickstoffeinblasen sind in Tabelle
1 dargestellt. In Tabelle 2 sind die Filterschäden nach dem Betrieb und der
Staubentleerungszustand während
der Betriebsdauer dargestellt. Daraus ist offensichtlich, daß das Beispiel
weder Filterschäden
noch eine Störung
der Staubentleerung aufweist und hervorragende Ergebnisse liefert.
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-
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Durch kombinierte Anwendung der oben
erwähnten
vier Ausführungsformen
kann ein stabiles Verfahren zur Anwendung der Vakuum-Trockenstaubabscheidung
mit einem Filter während
aller Behandlungsphasen, zum Abstreifen und zur Förderung
von Staub sowie zum Schutz gegen das Eindringen atmosphärischer Luft
entwickelt werden.
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Wirkungen gemäß der ersten
Ausführungsform
der Erfindung
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung
werden brennbare Filter, wie z. B. Filtertuch usw., bei Verwendung in
einem Staubabscheider nicht mehr beschädigt oder verbrannt, wodurch
der Einsatz von kostspieligen hochtemperaturbeständigen Filtern, Keramikfiltern
usw. mit stark eingeschränkten
Einsatzbedingungen unnötig wird.
Es können
kostengünstige,
nichtkeramische (brennbare) Filter verwendet werden. Auch bei Verwendung von
nichtbrennbaren Filtern, wie z. B. hochtemperaturbeständigen Filtern
oder Keramikfiltern, können
Probleme der Staubsinterung auf der Filteroberfläche beseitigt werden, um die
Verminderung der Filterfähigkeit
(Gasdurchlässigkeit)
von Filtern durch Verstopfen zu verhindern.
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Wirkungen gemäß der zweiten
Ausführungsform
-
Gemäß dieser Ausführungsform
können
Unannehmlichkeiten durch Verbrennen und Durchlöchern im Falle von Filtern
mit Filtertuch, Verstopfungen im Falle von Keramikfiltern, Wärmeentwicklung
und Beschädigungen
von Vorrichtungen in Verbindung mit dem Staubentleerungsstutzen
am unteren Teil des Trockenstaubabscheiders und Luftoxidation von
Stäuben,
wie z. B. Staubsinterung und Nichtentleerung der Stäube im Trockenstaubabscheider,
verhindert werden, um den sicheren Einsatz eines Trockenstaubabscheiders
mit einem Filter beim Vakuum/Unterdruck-Frischen zu ermöglichen.
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Wirkungen
gemäß der dritten
Ausführungsform
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Nach dieser Ausführungsform kann ein Trockenstaubabscheider
mit einem Filter beim Vakuum/Unterdruck-Frischen ohne Unannehmlichkeiten,
wie z. B. einer Filterbeschädigung
während
der Entleerung von Stäuben
aus dem Trockenstaubabscheider, Beschädigungen von Vorrichtungen
in der Nähe
von Staubentleerungsauslasses, Schäden durch Wärmeentwicklung und Verstopfen der
Förderleitung
sowie Hitzeschäden
an Vorrichtungen am Zielort der pneumatischen Staubförderung,
eingesetzt werden.
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Wirkungen gemäß der vierten
Ausführungsform
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Nach dieser Ausführungsform werden brennbare
Filter, wie z. B. Filtertuch usw., auch wenn sie in einem Trockenstaubabscheider
eingesetzt werden, niemals beschädigt,
verbrannt usw., wodurch der Einsatz von kostspieligem, hochtemperaturbeständigem Filtertuch,
Keramikfiltern usw. mit eingeschränkten Einsatzbedingungen unnötig wird
und die Verwendung von kostengünstigen,
nichtkeramischen (brennbaren) Filtern ermöglicht wird. Auch bei Verwendung
von nichtbrennbaren Filtern, wie z. B. hochtemperaturbeständigem Filtertuch
oder Keramikfiltern, kann jede Abnahme der Filterfähigkeit
infolge Verstopfung von Filteroberflächen, die durch Staubsinterung
verursacht wird, verhindert werden, und außerdem können Störungen der Staubentleerung
am Staubentleerungsauslaß infolge
von Staubsinterung verhindert werden.
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(Anmerkungen zu Bezugszeichen
in den Zeichnungen)
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- 1
- Feinungs-
bzw. Frischgefäß (Frischofen)
- 2
- Filter
- 3
- Staubabscheider
- 4
- Evakuiereinrichtung
- 5
- zulaufseitiges
Rohr
- 6
- abflußseitiges
Rohr
- 7
- Absperrventil
- 8
- Absperrventil
- 9
- Ausdehnungsrohrverbindung
- 10
- Rohrleitung
- 11
- Öffnungs-
und Schließventil
- 12
- Behälter für nichtoxidierendes
Gas
- 13
- Geschmolzenes
Metall
- 14
- Vakuumdeckel
- 15
- Gaseinlaßventil
- 16
- Abluftkamin
- 17
- Pfanne
- 18
- Vorrichtung
zum Anheben/Absenken der Pfanne
- 19
- Saugrohre
- 20
- Zylinder
zum Lösen
der Ausdehnungsrohrverbindung
- 21
- Dichtungsdeckel
- 22
- Vorrichtung
zum Anheben/Absenken des Dichtungsdec
-
- kels
- 23
- Zylinder
zum luftdichten Schließen
des Dichtungsdec
-
- kels
- 24
- 24a Offener
Stutzen
- 25
- 24b Offener
Stutzen
- 26
- 24c Offener
Stutzen
- 30
- Staubenleerungs-Kugelventil
(Vakuumdichtungsventil)
- 39
- Staubentleerungsauslaß
- 41
- Betätigungselement
- 42
- Staubaufnahmebehälter
- 43
- Öffnungs-
und Schließzylinder
- 44
- Vakuumdichtungsdeckel
- 46
- Drehschieber
- 47
- Rohrleitung
- 48
- Öffnungs-
und Schließventil
- 50
- Behälter für nichtoxidierendes
Gas
- 53
- Tür (Entleerungsauslaß des Staubaufnahmebehälters)
- 54
- Dichtungskammer
- 55
- Kegelförmiger Bereich
- 59
- Öffnungs-
und Schließventil
für Druckwiederherstellung
- 60
- Staubentleerungs-Kugelventil
- 61
- Sicherheitsventil
- 62
- N2-Behälter
- 63
- Rohrleitung
zum Einleiten von Gas für
Druckwiederherstellung
- 64
- Spezialrohrleitung
zum Einleiten von nichtoxidierendem Gas
- 65
- Öffnungs-
und Schließventil
- 66
- Durchflußmengenregelventil
- 69
- Staubentleerungsauslaß
- 71
- Betätigungselement
- 72
- Staubaufnahmebehälter
- 75
- Förderleitung
- 76
- Drehschieber
- 77
- Zuflußleitung
- 78
- Öffnungs-
und Schließventil
- 79
- Durchflußmengenregeleinrichtung
- 80
-
-
- Behälter für nichtoxidierendes
Gas
- 81
- Feuerfest
ausgekleideter Staubsammelbehälter
- 82
- Abdeckung
zum Verhindern der Staubausbreitung
- 83
- Tür
- 84
- kegelförmiger Bereich
