ES2271627T3 - Dispositivo de tratamiento en linea de metal liquido por via gaseosa y por filtracion. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de tratamiento (1) de un flujo de metal líquido que comprende un caldero de tratamiento (2) que presenta un compartimiento de tratamiento (20), unos medios de entrada (7, 9) y de salida (8, 10) del metal líquido, unos medios de conexión (11, 12, 13, 14) a por lo menos un canal de alimentación (15) de metal líquido y por lo menos un canal de evacuación (16) del metal líquido y, unos medios de inyección (22, 22a, 22b) de un gas de tratamiento en el metal líquido dispuestos en por lo menos una parte lateral (32, 33) del caldero (2), comprendiendo dichos medios de entrada y de salida del metal líquido cada uno por lo menos un orificio (9, 10) que está posicionado de manera que se encuentre completamente bajo el nivel (26) del metal líquido cuando tiene lugar el tratamiento, a fin de impedir la introducción de aire ambiente en dicho compartimiento en curso de tratamiento, caracterizado porque dicho compartimiento de tratamiento (20) comprende una parte corriente arriba (23) una partecorriente abajo (24), porque dichos medios de inyección (22, 22a, 22b) están situados en dicha parte corriente arriba (23), porque dicho compartimiento (20) presenta además por lo menos un primer medio de filtración (40) situado en dicha parte corriente abajo (24), y porque dichos orificios (9, 10) están situados cerca del fondo (28) de dicho compartimiento.
Description
Dispositivo de tratamiento en línea de metal
líquido por vía gaseosa y por filtración.
La presente invención se refiere a un
dispositivo de tratamiento del flujo de metal líquido, y
particularmente de aluminio, una aleación de aluminio, magnesio o
una aleación de magnesio.
Es conocido tratar un flujo o un lote de metal
líquido antes de colarlo en forma de producto metalúrgico, tal como
una pieza de forma, un lingote o una placa. El tratamiento del metal
líquido prevé generalmente liberarlo de los gases disueltos (en
particular el hidrógeno), de las impurezas disueltas (en particular
metales alcalinos) y de las inclusiones sólidas o líquidas que
pudieran perjudicar la calidad de los productos colados. Este
tratamiento comprende típicamente una operación de tratamiento por
insuflado de un gas en el metal líquido, dicha operación es
efectuada en un primer caldero. El gas de tratamiento puede ser
inerte e insoluble en el metal líquido (tal como el argón) o
reactivo (tal como cloro), o una mezcla de estos. El gas inerte e
insoluble absorbe los gases disueltos por efecto del dilución y se
los lleva con él. El gas reactivo reacciona con algunas impurezas
disueltas y genera así unas inclusiones líquidas o sólidas que, como
las ya presentes en el metal líquido, pueden ser eliminadas por una
operación de filtración en un segundo caldero provisto de un filtro,
tal como un caldero de filtración de lecho profundo, llamado "deep
bed filter" en inglés.
Los sistemas de tratamientos en metales líquidos
conocidos presentan sin embargo varios inconvenientes. En
particular, los sistemas conocidos constituyen unas instalaciones
voluminosas cuyo mantenimiento es generalmente complicado. Dichos
sistemas representan una inversión inicial costosa y generan gastos
de funcionamiento importantes.
La patente americana US nº 5.846.479 describe un
sistema de tratamiento en línea que comprende un compartimiento de
tratamiento cerrado y una serie de boquillas de inyección de gas de
tratamiento dispuestas en línea a lo largo de los lados laterales
del compartimiento. Este sistema no permite eliminar las inclusiones
sólidas. El documento FR-A-2 039
232 describe un sistema de tratamiento en línea de metal líquido,
con un filtro situado en un conducto de salida, en el exterior del
compartimiento de tratamiento. El documento
EP-A-291 580 describe otro sistema
provisto de medios de inyección de gas y de medios de filtración y
en el cual el metal líquido circula verticalmente.
El solicitante a buscado un dispositivo de
tratamiento de los metales líquidos compacto que aporte una solución
industrial y económica a los inconvenientes de los dispositivos de
la técnica anterior.
La presente invención tiene por objeto un
dispositivo de tratamiento de un flujo de metal líquido que
comprende un caldero de tratamiento que comprende unos medios de
inyección fijos y situados en la parte corriente arriba del caldero
de tratamiento y por lo menos un medio de filtración en su parte
corriente abajo.
El solicitante ha tenido la idea de agrupar los
medios de inyección de los gases de tratamiento y los medios de
filtración en el interior de un compartimiento de tratamiento
compacto. Esta agrupación permite reducir considerablemente la
complejidad del sistema de tratamiento de los metales líquido y
facilitar su mantenimiento. El solicitante ha tenido, además, la
idea de que la agrupación de estos medios de tratamiento en un mismo
compartimiento podría conducir a una mejora del tratamiento por el
hecho de que, por una parte, el removido del metal líquido
provocado por el insuflado de gas en este evita la acumulación de
materia sólida en la proximidad el medio de filtración (y en
partícula en la superficie de la (o de las) losa(s) de
filtración cuando se utilizan estos medios de filtración) y que,
por otra parte, el medio de filtración favorece la formación de
flujos de recirculación del metal líquido en el interior de
compartimiento que tienden a aumentar el tiempo de permanencia y la
eficacia del tratamiento.
La invención tiene también por objeto la
utilización de dicho dispositivo para el tratamiento de un flujo de
metal líquido.
Dicho metal líquido es típicamente elegido en el
grupo constituido por el aluminio, las aleaciones de aluminio, el
magnesio o una aleación de magnesio.
La invención se comprenderá mejor con la ayuda
de las figuras 1 a 8, que dan una representación esquemática de la
misma e ilustran unos modos de realización ventajosos, y de la
descripción detallada que sigue.
La figura 1 ilustra, en sección longitudinal y
en vista lateral, un modo de realización de la invención en el cual
el dispositivo comprende una sola losa de filtración.
La figura 2 ilustra, en sección longitudinal y
en vista lateral, un modos de realización de la invención en el
cual el dispositivo comprende un laberinto y dos losas de
filtración.
\newpage
La figura 3 ilustra, en sección longitudinal y
en vista lateral, un modo de realización de la invención en el cual
el dispositivo comprende una sola losa de filtración.
La figura 4 ilustra, en sección longitudinal y
en vista lateral, un modo de realización de la invención en el cual
el dispositivo comprende una sola losa de filtración.
La figura 5 ilustra, en vista por encima, un
modo de realización de la invención en el cual los medios están
dispuestos en línea.
La figura 6 ilustra, en sección transversal, un
modo de realización de la invención en el cual los medios de
inyección están dispuestos en la parte baja del compartimiento de
tratamiento.
La figura 7 ilustra, en vista por encima, un
modo realización de la invención en el cual los medios de inyección
están dispuestos en línea y en alternancia a uno y otro lado del
compartimiento de tratamiento.
La figura 8 representa unos parámetros de
dimensionado del dispositivo de la invención. He y Hs corresponden
respectivamente a las alturas normales del metal líquido en los
canales de alimentación (15) y de la ecuación (16). Ne y Ns
corresponden respectivamente a la altura del fondo (37, 38) de los
canales de alimentación (15) y de evacuación (16) con respecto al
fondo (28) del compartimiento de tratamiento (20). H corresponde a
la altura media normal del metal líquido en el compartimiento de
tratamiento (20). Ho corresponde a la altura interior media del
compartimiento de tratamiento (20).
Con referencia a las figuras, el dispositivo (1)
de tratamiento de un flujo de metal líquido según la invención
comprende un caldero de tratamiento (2) que comprende un
compartimiento de tratamiento (20), unos medios de entrada (7, 9) y
de salida (8, 10) del metal líquido, unos medios de conexión (11,
12, 13, 14) a por lo menos un canal de alimentación (15) de metal
líquido y a por lo menos un canal de evacuación (16) del metal
líquido, y unos medios de inyección (22, 22a, 22b) de un gas de
tratamiento en el metal líquido dispuestos en por lo menos una
pared lateral (32, 33) del caldero (2), comprendiendo dichos medios
de entrada y de salida del metal cada uno por lo menos un orificio
(9, 10) que está posicionado de manera que se encuentre
completamente bajo el nivel (26) del metal líquido cuando tiene
lugar el tratamiento, a fin de impedir la introducción de aire
ambiente en el compartimiento en el curso del tratamiento, y está
caracterizado porque dicho compartimiento de tratamiento (20)
comprende una parte corriente arriba (23) y una parte corriente
abajo (24), porque dichos medios de inyección (22, 22a, 22b) están
situados en dicha parte corriente arriba (23) y porque dicho
compartimiento (20) presenta además por lo menos un primer medio de
filtración (40) situado en dicha parte corriente abajo (24).
El eje longitudinal principal (6) del
dispositivo de la invención es sensiblemente horizontal en el curso
del tratamiento. El flujo medio del metal líquido en el dispositivo
de invención en curso de tratamiento es también esencialmente
horizontal. El dispositivo según la invención puede así ser
insertado en un sistema de flujo del metal líquido que va de un
caldero de mantenimiento hacia el dispositivo de colada por medio
de canales abiertos. La ausencia de diferencia de nivel importante
entre la entrada y la salida el dispositivo permite simplificar el
sistema de flujo del metal líquido y evitar los riegos de desbordado
del metal líquido.
La superficie libre teórica del metal líquido en
curso de tratamiento está materializada por una línea a trazos
(26). Desde luego la superficie libre del metal líquido no es
generalmente plana en el interior del compartimiento de
tratamiento, en el sentido de que las burbujas del gas provocan una
deformación de esta superficie en curso de tratamiento. El nivel
(26) del metal líquido está definido como el nivel medio de la
superficie libre del metal líquido que sería observada sin la
inyección del gas de tratamiento. El nivel (26) del metal líquido
es típicamente sensiblemente constante en el compartimiento de
tratamiento. En otros términos, el nivel (26') del metal líquido en
la parte corriente arriba (23) de dicho compartimiento es
preferentemente típicamente sensiblemente al mismo que el nivel
(26'') del metal líquido en la parte corriente abajo (4'') de dicho
compartimiento.
Dichos medios de entrada (7, 9) y de salida (8,
10) del metal líquido están dispuestos de manera que, en curso de
tratamiento, el nivel (26e) del metal líquido a la entrada del
dispositivo es sensiblemente el mismo que el nivel (26s) del metal
líquido a la salida del dispositivo. La expresión "sensiblemente
el mismo nivel" significa que la diferencia de nivel es inferior
a 1 cm aproximadamente.
Los niveles Ne y Ns de los fondos (37, 38) de
los canales de alimentación (15) y de evacuación (16) del
dispositivo de la invención están típicamente sensiblemente al
mismo nivel. Los niveles Ne y Ns están típicamente comprendidos
entre 20 y 50% de la altura media H del metal líquido contenido en
el compartimiento de tratamiento en curso de tratamiento.
Los orificios (9, 10) están preferentemente
situados cerca del fondo (28) de dicho compartimiento a fin de
favorecer un tratamiento más eficaz del metal líquido y simplificar
el vaciado del compartimiento de tratamiento. Más precisamente, la
parte baja del orificio de entrada (9) o de salida (10) sitúa
preferentemente a una distancia inferior a aproximadamente 10 cm, y
preferentemente inferior a aproximadamente 5 cm, del fondo (28) de
la corriente arriba (23) del compartimiento de tratamiento
(20).
\newpage
En un modo preferido de realización de la
invención, los orificios (9, 10) corresponden típicamente a un
extremo de aberturas o de conductos (7, 8) practicados en las
paredes extremas opuestas (29, 30) del caldero (2). Estos orificios
pueden eventualmente estar constituidos por unas disposiciones más
complejas que comprenden, por ejemplo, un laberinto.
El caldero (2) comprende típicamente una caja
metálica (3) y un revestimiento interior (4) de material
refractario. El revestimiento (4) puede ser preformado.
Al fin de permitir una evacuación fácil del
metal residual entre las operaciones de tratamiento, el caldero
comprende ventajosamente por lo menos un drenaje (21), que está
preferentemente localizado cerca del fondo (28) del caldero (2). El
drenaje puede situarse corriente arriba o corriente abajo de la (o
de las) losa (s) de filtración (40, 41). Puede ser ventajoso prever
un drenaje en la parte corriente arriba (23) del compartimiento de
tratamiento y un drenaje en la parte corriente abajo (24) del
compartimiento de tratamiento a fin de asegurar un vaciado completo
del caldero después de la operación de tratamiento.
El fondo (28) puede eventualmente estar
inclinado con respecto al eje principal (6) del dispositivo.
El caldero (2) está típicamente cerrado, por su
parte superior, con la ayuda de una tapa (5) amovible. La tapa
presenta típicamente una envolvente metálica (34) y un revestimiento
refractario (35). La tapa está ventajosamente provista de un medio
de asido (27) para poder colocarla y retirarla fácilmente,
generalmente con la ayuda de medios mecanizados. El dispositivo (1)
comprende ventajosamente unos medios de estanqueidad para evitar
los intercambios gaseosos entre el interior y el exterior de dicho
compartimiento (20), tales como una junta estanca (36) entre la
tapa (5) y la caja (3).
El caldero de tratamiento (2) y/o la tapa (5)
pueden estar provistos de medios de evacuación (19) del gas de
tratamiento, tal como un tubo de material refractario.
Durante la utilización, el metal líquido
"bruto" (17) entra en el compartimiento de tratamiento (20) por
medio del orificio de entrada (9) mientras que el metal
"tratado" (18) sale de dicho compartimiento por medio del
orificio de salida (10). En las figuras, el metal bruto entra por el
extremo izquierdo (E) del dispositivo y el metal tratado sale por
el extremo derecho (S) del dispositivo.
Tal como se ha ilustrado en las figuras 1 a 8
los orificios de entrada (9) y de salida (10) del metal líquido se
sitúan sobre dos caras opuestas (29, 30) del dispositivo. Esta
configuración corresponde a una disposición rectilínea. Es también
posible, según la invención, disponer la entrada y/o la salida sobre
otras caras del dispositivo, de manera que pueden ser, por ejemplo,
perpendicular o paralela una a la otra.
Los medios de inyección (22, 22a, 22b) están
preferentemente situados en por lo menos una pared lateral (32, 33)
del caldero (2). En otros términos, los medios de inyección están
ventajosamente dispuestos en por lo menos uno de los lados
laterales del compartimiento de tratamiento (20) del caldero (2), y
más precisamente en por lo menos una de las paredes laterales (32,
33) de dicho compartimiento, las cuales paredes son esencialmente
perpendiculares al flujo de metal líquido. Esta elección permite
disponer varios medios de inyección a lo largo del flujo de metal y
asegurar así una mayor eficacia de tratamiento. Los medios de
inyección (22, 22a, 22b) están típicamente dispuestos en las dos
paredes laterales (32, 33) del compartimiento de tratamiento
(20).
Los medios de inyección (22, 22a, 22b) están
típicamente en línea y preferentemente localizados cerca del fondo
(28) del compartimiento de tratamiento (20) a fin de permitir un
insuflado de gas en la mayor parte del volumen de metal líquido
comprendido en la parte corriente arriba (23) de dicho
compartimiento. La altura de los medios de inyección con respecto
al fondo del compartimiento de tratamiento se sitúa típicamente
entre 2 y 6 cm. La figura 6, que corresponde a la sección
A-A' de la figura 5, ilustra este modo de
realización preferido de la invención.
Es preferible según la invención prever
solamente unos medios de inyección (22, 22a, 22b) en la parte
corriente arriba (23) del compartimiento de tratamiento (20). Es
particularmente ventajoso localizar los medios de (22, 22a, 22b) en
el flujo de metal líquido que emerge del orificio de entrada (9), de
manera que aumente el volumen de metal líquido efectivamente
tratado.
Los medios de inyección (22, 22a, 22b) son
típicamente unas boquillas, que pueden ser fijas u orientables.
Es ventajoso colocar los medios de inyección
(22, 22a, 22b) en alternancia en las dos paredes laterales (32, 33)
del compartimiento de tratamiento (20), es decir a uno y otro lado
del compartimiento de tratamiento. Dichos medios no están entonces
enfrentados, lo que permite que los chorros de gas no se percutan
directamente. En esta variante, de la que un modelo de realización
está ilustrado esquemáticamente en la figura 7, los medios de
inyección (22a) que están dispuestos a un lado de dicho
compartimiento (20) están desplazados longitudinalmente (es decir
en el sentido longitud del dispositivo) con respecto a los medios
inyección (22b) que están dispuestos en el otro lado de dicho
compartimiento (20). Esta disposición permite aumentar la eficacia
del tratamiento. En esta configuración, los medios de inyección
están típicamente en línea en cada lado del compartimiento de
tratamiento.
\newpage
El número de medios de inyección está
típicamente comprendido entre 3 y 10 a cada lado de dicho
compartimiento. Están típicamente separados de 10 a 20 cm.
Los medios de inyección (22, 22a, 22b) son
preferentemente tales que no forman protuberancias en el interior
del compartimiento de tratamiento, de manera que permitan un
mantenimiento fácil de este. Cuando los medios de inyección (22,
22a, 22b) toman la forma de boquillas, o de sistemas similares,
pueden estar dispuestos retirados en la pared de dicho
compartimiento. El extremo de las boquillas es preferentemente d
material refractario, tal como sialon (oxinituro de aluminio y de
silicio).
Los medios de inyección (22, 22a, 22b) están
normalmente fijos durante el tratamiento, en el sentido de que no
sufren movimiento de desplazamiento y/o de rotación.
Su orientación puede ser sin embargo variable a
fin de permitir un ajuste más fino de la eficacia de la inyección
de gas en el metal líquido.
Los medios de inyección (22, 22a, 22b) pueden
eventualmente permitir inyectar el gas de tratamiento con una
orientación particular con respecto al fondo (28) de dicho
compartimiento. El gas de tratamiento es típicamente inyectado con
un ángulo \beta comprendido entre 0º y 25º con respecto al fondo
(28).
A fin de obtener un dispositivo de tratamiento
compacto y eficaz, los medios de inyección son preferentemente tales
que su caudal total de gas de tratamiento de los medios de inyección
es superior a aproximadamente 5 Nm^{3}/hora (típicamente entre 8 y
10 m^{3}/hora). Este resultado puede ser obtenido con la ayuda de
una pluralidad de medios de inyección localizados, preferentemente,
cerca del fondo de dicho compartimiento (típicamente a una distancia
del fondo comprendida entre 2 y 6 cm).
El (o cada) medio de filtración (40, 41) está
dispuesto en la parte corriente abajo y en el interior del
compartimiento de tratamiento (20). Sirve para impedir a las
inclusiones pasar al flujo de metal líquido (18) que sale del
dispositivo. Cada medio de filtración (40, 41) es preferentemente
una losa de filtración a fin de permitir un cambio fácil de esta. La
losa comprende típicamente una espuma cerámica rígida, tal como un
CFF ("ceramic foam filter"), y es típicamente de alúmina. La
porosidad de la losa es preferentemente superior a 10 ppi ("poros
por inch") (que corresponde a 4 poros por cm), y típicamente
comprendida entre 30 y 40 ppi (que corresponde de 10 a 16 poros por
cm), a fin de permitir un cebado fácil de la filtración. El espesor
de cada losa está típicamente comprendido entre 2 y 5 cm y su
longitud L está típicamente comprendida entre 30 y 50 cm.
En el modo de realización de la invención
ilustrada de la figura 1, el dispositivo comprende una sola losa de
filtración (40) cuya anchura W es típicamente por lo menos igual a
la anchura Wo de dicho compartimiento y cuya longitudinal L es
típicamente por lo menos igual a la altura H del metal líquido en
dicho compartimiento. A fin de limitar los desbordamientos de metal
líquido no filtrado por encima de la losa de filtración (40), la
longitudinal L de esta es ventajosamente tal que se extiende
aproximadamente hasta la tapa (y por tanto aproximadamente a la
altura Ho de la cavidad interna del compartimiento (20)). Las losas
de filtración pueden ser mantenidas en posición por unas ranuras
practicadas en la pared del compartimiento de tratamiento.
En alguna realización de la invención ilustrada
en la figura 2, el dispositivo comprende por lo menos una segunda
losa de filtración (41) dispuesta corriente debajo de la primera
losa (40) (es decir que las losas (40, 41) están entonces
dispuestas en serie). Estas losas son típicamente sensiblemente
paralelas una a la otra. Esta variante de la invención puede
permitir cambiar una losa sin interrumpir el tratamiento.
En el modo de realización de la invención
ilustrado en la figura 3, la losa de filtración (40) dispuesta de
manera que se encuentre completamente en el metal líquido en el
momento del tratamiento, lo que permite utilizar toda la superficie
de la losa para la filtración.
Cada losa de filtración (40) puede estar
inclinada en un ángulo \alpha con respecto a la vertical (es decir
con respecto a una línea perpendicular al eje principal (6) del
dispositivo del compartimiento), a fin de aumentar la superficie de
filtración y el caudal de metal. El ángulo \alpha está típicamente
comprendido entre 20º y 90º. Tal como se ilustra en la figura 4, la
losa puede eventualmente estar dispuesta horizontal (el ángulo
\alpha entonces igual a 90º).
El dispositivo según la invención puede
comprender, además, un laberinto (42) entre la parte corriente
arriba (23) de dicho compartimiento (20) y el primer medio de
filtración (40), de manera que limite las turbulencias cerca de la
superficie de dicho primer medio de filtración (40), tal como se ha
ilustrado en la figura 2.
En estas diferentes variantes, los medios de
filtración son fáciles de cambiar.
La línea de partición (25) entre la zona de
tratamiento del metal líquido por inyección de gas (23), corriente
arriba, y la zona de tratamiento del metal por filtración (24),
corriente abajo es aproximada. Desde luego, el tratamiento por
inyección de gas puede extenderse ligeramente más allá de esta
línea. La longitudinal Lg de la parte corriente arriba (23) del
compartimiento de tratamiento (20) corresponde al 30% a 90%, y
preferentemente 50 a 80%, de la longitudinal interna Lo de dicho
compartimiento. La longitudinal Lf de la parte corriente abajo (24)
del compartimiento de tratamiento (20) corresponde entonces
típicamente del 20 a 50% de longitudinal Lo de dicho
compartimiento.
Por comparación con las instalaciones que
comprenden un caldero de filtración a la salida de la cuba de
tratamiento de desgasificado, la invención presenta la ventaja de
reducir la longitud de los canales y disminuir la exposición del
metal al aire ambiente, que puede en particular provocar una
absorción de hidrógeno. Además, el precalentado del dispositivo de
tratamiento se realiza en una sola operación, es decir que no es ya
necesario precalentar separadamente un caldero de tratamiento por
gas y un caldero de filtración, lo que permite reducir los costes
(en particular, un único quemador puede ser utilizado para esta
operación). Los costes de explotación pueden también ser reducidos
por el hecho de que los cambios de revestimientos sólo tienen ya que
ser efectuados para un único dispositivo de tratamiento.
El dispositivo de la invención puede ser abierto
en curso de tratamiento, sin interrumpirlo, a fin de retirar las
suciedades acumuladas en la superficie del metal líquido y/o cambiar
una losa de filtración.
Con referencia a las figuras, las dimensiones
típicas del dispositivo de la invención son las siguientes:
- -
- Altura Ho del compartimiento de tratamiento entre 0,3 y 0,6 m;
- -
- Longitud Lo de dicho compartimiento en la parte alta entre 0,8 y 0,1 m (longitud Lo' en la parte baja del compartimiento es típicamente 10 a 20 cm menor);
- -
- Anchura Wo de dicho compartimiento la parte alta entre 0,2 y 0,4 m (anchura Wo' en la parte baja de dicho compartimiento es típicamente 10 a 20 cm menor);
- -
- Altura media H del metal líquido en el interior de dicho compartimiento entre 0,2 y 0,5 m;
- -
- Nivel Ns del fondo (37) del canal de alimentación y nivel Ne del fondo (38) del canal de evacuación, con respecto al fondo (28) del compartimiento de tratamiento, entre 10 y 30 cm;
- -
- Anchura We del canal de entrada y anchura Ws del canal de salida entre 0,2 y 0,4 m.
El volumen interior del compartimiento de
tratamiento Vo puede ser muy pequeño en comparación con los
dispositivos de tratamiento de desgasificado conocidos que
comprenden un caldero (el volumen Vo del dispositivo sobre la
invención está típicamente comprendido entre 0,1 m^{3} y 0,2
m^{3} mientras que los dispositivos conocidos tienen un volumen
interno típicamente comprendiente 0,5 y 1 m^{3}). El solicitante
estima que, gracias a la utilización, en el mismo compartimiento,
de medios de inyección de alto caudal y de por lo menos una losa de
filtración, el dispositivo de la invención permite tratar con una
eficacia elevada (típicamente superior al 40%) un volumen V de
metal líquido tan pequeño como 0,1 m^{3} a 0,2 m^{3} con un
caudal superior a 30 toneladas/hora.
La compacidad del compartimiento de tratamiento
(20) y el alto caudal del dispositivo de la invención permiten
evitar el enfriado del metal líquido en curso de tratamiento.
- 1
- Dispositivo de tratamiento
- 2
- Caldero de tratamiento
- 3
- Caja
- 4
- Revestimiento refractario de la caja
- 5
- Tapa
- 6
- Eje principal del dispositivo
- 7
- Medio de entrada del metal líquido
- 8
- Medio de salida del metal líquido
- 9
- Orificio de entrada
- 10
- Orificio de salida
- 11,13
- Medios de conexión a un canal de alimentación
- 12,14
- Medios de conexión a un canal de evacuación
- 15
- Canal de alimentación
- 16
- Canal de evacuación
- 17
- Metal líquido bruto
- 18
- Metal líquido tratado
- 19
- Medio de evacuación del gas de tratamiento
- 20
- Compartimiento de tratamiento
- 21
- Drenaje
- 22, 22a, 22b
- Medios de inyección
- 23
- Parte corriente arriba del compartimiento de tratamiento
- 24
- Parte corriente abajo del compartimiento de tratamiento
- 25
- Línea aproximada de partición entre las partes corriente arriba y corriente abajo
- 26
- Superficie libre teórica del metal líquido
- 26'
- Nivel del metal líquido en la parte corriente arriba del compartimiento de tratamiento
- 26''
- Nivel de metal líquido en la parte corriente abajo del compartimiento de tratamiento
- 26e
- Nivel del metal líquido a la entrada del dispositivo
- 26s
- Nivel del metal líquido a la salida del dispositivo
- 27
- Medio de asido de la tapa
- 28
- Fondo del compartimiento de tratamiento
- 29,30
- Paredes extremas del caldero de tratamiento
- 31
- Pared del fondo del caldero de tratamiento
- 32,33
- Paredes laterales del caldero de tratamiento
- 34
- Envolvente metálica de la tapa
- 35
- Revestimiento refractario de la tapa
- 36
- Junta entre la tapa y la caja
- 37
- Fondo del canal de alimentación
- 38
- Fondo del canal de evacuación
- 39
- Volumen de tratamiento por gas
- 40
- Primer medio de filtración
- 41
- Segundo medio de filtración
- 42
- Laberinto
- 43
- Medio de soporte.
Claims (18)
1. Dispositivo de tratamiento (1) de un flujo de
metal líquido que comprende un caldero de tratamiento (2) que
presenta un compartimiento de tratamiento (20), unos medios de
entrada (7, 9) y de salida (8, 10) del metal líquido, unos medios de
conexión (11, 12, 13, 14) a por lo menos un canal de alimentación
(15) de metal líquido y por lo menos un canal de evacuación (16)
del metal líquido y, unos medios de inyección (22, 22a, 22b) de un
gas de tratamiento en el metal líquido dispuestos en por lo menos
una parte lateral (32, 33) del caldero (2), comprendiendo dichos
medios de entrada y de salida del metal líquido cada uno por lo
menos un orificio (9, 10) que está posicionado de manera que se
encuentre completamente bajo el nivel (26) del metal líquido cuando
tiene lugar el tratamiento, a fin de impedir la introducción de aire
ambiente en dicho compartimiento en curso de tratamiento,
caracterizado porque dicho compartimiento de tratamiento (20)
comprende una parte corriente arriba (23) una parte corriente abajo
(24), porque dichos medios de inyección (22, 22a, 22b) están
situados en dicha parte corriente arriba (23), porque dicho
compartimiento (20) presenta además por lo menos un primer medio de
filtración (40) situado en dicha parte corriente abajo (24), y
porque dichos orificios (9, 10) están situados cerca del fondo (28)
de dicho
compartimiento.
compartimiento.
2. Dispositivo de tratamiento (1) según la
reivindicación 1, caracterizado porque los orificios de
entrada (9) y de salida (10) de metal líquido se sitúan en las
paredes extremas opuestas (29, 30) del caldero (2).
3. Dispositivo de tratamiento (1) según
cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado
porque los medios de inyección (22, 22a, 22b) están localizados
cerca del fondo (28) del compartimiento de tratamiento (20).
4. Dispositivo de tratamiento (1) según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado
porque los medios de inyección (22, 22a, 22b) están dispuestos en
línea.
5. Dispositivo de tratamiento (1) según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado
porque los medios de inyección (22, 22a, 22b) están dispuestos en
las dos paredes laterales (32, 33) del compartimiento de tratamiento
(20).
6. Dispositivo de tratamiento (1) según la
reivindicación 5, caracterizado porque los medios de
inyección (22, 22a, 22b)están dispuestos en alternancia en
las das paredes laterales (32, 33) del compartimiento de
tratamiento
(20).
(20).
7. Dispositivo de tratamiento (1) según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado
porque los medios de inyección (22, 22a, 22b) son unas
boquillas.
8. Dispositivo de tratamiento (1) según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado
porque los medios de inyección (22, 22a, 22b) son orientables.
9. Dispositivo de tratamiento (1) según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado
porque el primer medio de filtración (40) es una losa.
10. Dispositivo de tratamiento (1) según la
reivindicación 9, caracterizado porque la losa comprende una
espuma cerámica rígida.
11. Dispositivo de tratamiento (1) sobre la
reivindicación 10, caracterizado porque la porosidad de la
espuma cerámica rígida es superior a 4 poros por cm.
12. Dispositivo de tratamiento (1) según
cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, caracterizado
porque comprende por lo menos una segunda losa de filtración (41)
dispuesta corriente abajo de la primera losa (40).
13. Dispositivo de tratamiento (1) según
cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12, caracterizado
porque cada losa forma un ángulo \alpha con respecto a una línea
perpendicular al eje principal (6) de dicho compartimiento y porque
este ángulo está comprendido entre 20º y 90º.
14. Dispositivo de tratamiento (1) según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado
porque comprende un laberinto (42) entre la parte corriente arriba
(23) de dicho compartimiento (20) y el primer medio de filtración
(40), de manera que limite las turbulencias cerca de la superficie
de este medio de filtración.
15. Dispositivo de tratamiento (1) según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado
porque la longitudinal Lg de la parte corriente arriba (23) del
compartimiento de tratamiento (20) corresponde a 30 a 90% de
longitud interna Lo de dicho compartimiento.
16. Dispositivo de tratamiento (1) según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado
porque la longitud Lg de la parte corriente arriba (23) del
compartimiento de tratamiento (20) corresponde a 50 a 80% de la
longitud interna Lo de dicho compartimiento.
17. Utilización del dispositivo de tratamiento
(1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16 para el
tratamiento de un flujo de metal líquido.
18. Utilización según la reivindicación 17,
caracterizada porque dicho metal líquido se elige en el grupo
constituido por el aluminio, las aleaciones de aluminio, el magnesio
o una aleación de magnesio.
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